EPFL的研究人员揭开了对大脑和脊髓相互作用的详细了解。该工具为未来的研究突破和创新治疗方法铺平了道路。
大脑和脊髓是人类中枢神经系统(CNS)的中心支柱，协调从运动到感觉的一切。尽管神经科学取得了重大进展，但我们对中枢神经系统的这两个关键组成部分如何相互作用的理解仍然有限。对整个中枢神经系统的全面了解将促进神经系统疾病治疗的发展，特别是那些涉及大脑和脊髓的疾病，如脊髓损伤和神经退行性疾病。
为了弥合这一关键的知识鸿沟，EPFL的神经X研究所、UNIGE的放射学和医学信息部以及麦吉尔大学的蒙特利尔神经学研究所(The Neuro)的研究人员开发了一种工具，大大提高了我们对中枢神经系统组织的理解。他们的新研究发表在《成像神经科学》杂志上，成功地绘制了人类大脑和脊髓之间的功能连接，为这两个关键组成部分如何相互作用提供了更详细的视图。
“这项研究使我们能够将中枢神经系统视为一个整体，如果我们想开发针对复杂神经系统疾病的有效疗法，这一点至关重要。”成像工具——一套技术和协议——极大地提高了我们对躯体组织的理解。这意味着我们现在可以看到身体的不同部位是如何映射到大脑和脊髓的特定区域的，”EPFL医学图像处理实验室(MIP:lab)负责人、该研究的主要作者之一迪米特里·范·德维尔(Dimitri Van De Ville)说。
中枢神经系统网络的细节
这一突破是通过对同时进行的脑和颈脊髓功能磁共振成像(fMRI)数据的详细分析实现的，为大脑和脊髓如何协同工作以代表整个身体提供了前所未有的见解。呈现出来的是横跨中枢神经系统不同层次的身体图谱。
基于先前在MIP实验室开发的功能成像技术的研究，研究人员使用算法模型来分离和识别大脑和脊髓中感兴趣的特定区域。对于脊髓，这种方法可以准确地描绘负责支配不同身体部位的脊髓节段，增强我们对脊髓内部组织本身的理解。
为了探索大脑和脊髓是如何相互作用的，研究人员采用了功能连接分析。通过检查大脑和脊髓之间的同步活动，他们能够揭示大脑和脊髓的特定区域如何对应身体的不同部位。这种方法提供了连接大脑和脊髓的网络的详细地图，为中枢神经系统如何作为一个统一的整体运作提供了新的见解。
未来进展的方法框架
“我们的研究结果表明，即使在休息时，大脑和脊髓也保持着身体的精确地图，”该论文的第一作者之一纳瓦尔·基尼(Nawal Kinany)说。“本研究中引入的方法框架也可以应用于临床人群，例如研究病变或截肢后的中枢神经系统重组。在未来，这些知识可能有助于开发更准确的治疗和干预措施，最终改善患者的预后。”
另一个关键的创新在于研究人员能够克服技术挑战，同时对中枢神经系统的两个解剖学上不同的部分进行成像，传统上这需要分开扫描。这项研究的数据是在蒙特利尔的The Neuro医院收集的，由该领域的首席研究员、该项目的主要合作者朱利安·多扬(Julien Doyon)监督。他在神经成像方面的专业知识和实验室最先进的设备对于捕获高质量的功能磁共振成像数据至关重要，这些数据使脑脊髓连接的详细映射成为可能。
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希望本篇文章《独特的脑脊髓连接图谱》能对你有所帮助！
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