Создание карты нормального мозга и исследования по индивидуализированной диагностике основных заболеваний головного мозга

В 2022 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выпустила программный документ, призывающий обратить внимание на здоровье мозга и неврологические заболевания. В «14-м пятилетнем плане» Китая исследования в области науки о мозге обозначены как одно из ключевых направлений исследований, целью которого является содействие пониманию фундаментальных механизмов работы мозга и удовлетворение потребностей в улучшении здоровья мозга у населения. Понимание развития мозга и старения у здоровых людей является необходимым условием для понимания неврологических заболеваний. Функция гематоэнцефалического барьера имеет решающее значение для поддержания здоровья мозга и играет центральную роль в возникновении и развитии основных заболеваний головного мозга. Однако в настоящее время отсутствуют стандартизированные референтные значения для оценки структурной визуализации головного мозга, и еще меньше известно об изменениях функции гематоэнцефалического барьера у здоровых групп населения. Это существенно затрудняет понимание здоровья мозга, патологии основных заболеваний головного мозга, а также возможности ранней индивидуальной диагностики и лечения. Кроме того, хотя функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) стала важным исследовательским инструментом в нейробиологии, ее клиническое применение по-прежнему сопряжено с трудностями, в первую очередь из-за отсутствия стандартизированных методов количественной оценки. В 2022 году были созданы международные наборы данных, охватывающие продолжительность жизни человека, а построенные процентильные кривые выявили популяционные закономерности развития мозга и индивидуальные различия, предложив многообещающий стандартизированный инструмент для оценки здоровья и заболеваний мозга. Тем не менее, существующие характеристики визуализации мозга все еще имеют некоторые ограничения: (1) отсутствие нормальных эталонных значений для структур визуализации мозга у китайской популяции; (2) отсутствие диаграмм показателей функций мозга, таких как функциональные связи и перфузия мозгового кровотока, особенно в отношении критической роли изменений гематоэнцефалического барьера в трансформации основных заболеваний головного мозга; (3) Прикладная ценность диаграмм мозга для диагностики и лечения основных заболеваний головного мозга не исследована систематически. Таким образом, построение диаграмм визуализации структуры и функций мозга (нормальные референтные значения) для населения Китая является обязательным и представляет собой насущную научную и клиническую проблему, которую необходимо решить.

Создание базы данных нейровизуализации нормального населения Китая. Исследователи стремятся создать крупнейшую исследовательскую группу нейровизуализации в Китае, состоящую из 10 000 участников с широким возрастным диапазоном (6-90 лет), сбалансированным гендерным распределением и представительством более чем 30 центров. по всей стране, обеспечивая сбалансированное распределение сканирующих устройств. Используя методы федеративного машинного обучения, исследование будет направлено на решение проблем конфиденциальности и безопасности данных. Этот проект в первую очередь включает в себя: ① Ретроспективный сбор данных нейровизуализации от 5000 участников по всей стране с упором в основном на визуализацию 3DT1WI и 3DFLAIR, а также сбор базовой демографической информации, состояния здоровья и нейропсихологических оценок. ② Проспективная когорта нейровизуализации из 5000 участников из нормального населения Китая, включая мультимодальные последовательности визуализации (3DT1WI, 3DFLAIR, DKI, ASL, VEXI и фМРТ в состоянии покоя), а также подробную демографическую информацию, нейропсихологические оценки, стандартизированные опросники и базовые данные. физические обследования. Данные мультимодальной нейровизуализации и нейропсихологические оценки будут собраны в ходе двух последующих наблюдений (с интервалом в 1 год и 2 года). Среди собранных мультимодальных изображений мозга методом, отражающим проницаемость гематоэнцефалического барьера, является МРТ водного обмена сосудов (VEXI), которая использует молекулы воды в качестве естественных внутренних индикаторов для измерения функции гематоэнцефалического барьера.

Создание структурных и функциональных схем мозга для нормальной популяции Китая: на основе ретроспективных и проспективных данных нейровизуализации нормальной популяции Китая будут использоваться стандартизированные методы моделирования (включая обобщенные аддитивные смешанные модели [GAMLSS] и регрессию гауссовского процесса [GPR]). создавать структурные диаграммы мозга. Эти диаграммы будут включать: ① Объемы всего мозга (объем серого вещества [GMV], объем белого вещества [WMV], общий внутричерепной объем [TIV] и т. д.), объемы 148 областей мозга и объемы подкорковых ядер. ② Волоконные тракты белого вещества (48 волоконных путей белого вещества и показатели диффузии, включая фракционную анизотропию [FA], средний эксцесс [MK], среднюю диффузионную способность [MD] и т. д.) и функциональные диаграммы мозга, которые включают: ① Гематоэнцефалический барьер проницаемость; ② Мозговой кровоток (ЦМК); ③ Индикаторы локальной активности мозга (Региональная однородность [ReHo], Амплитуда низкочастотных колебаний [ALFF] и др.); ④ Глобальная функциональная связь; и ⑤ анализ мозговых сетей (локальная и глобальная эффективность) и другие.