通过扩散磁共振成像检测到与麻醉有关的大脑微观结构调节
Thomas Beck Lindhardt1,2,3, Christian Stald Skoven1, Luca Bordoni4,5
1Center of Functionally Integrative Neuroscience, Department of Clinical Medicine, Aarhus University, Aarhus, Denmark.
NMR in biomedicine
|September 15, 2023
概括
异氨酸麻醉显著改变大脑的微观结构,降低了通过扩散皮质成像 (DKI) 检测到的平均扩散率 (MD) 和平均皮质缩 (MK). 这些变化迅速发生,缓慢消失,影响临床前扩散核磁共振成像 (dMRI) 研究.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物物理学的生物物理.
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 睡眠和麻醉诱导大脑微观结构的显著变化,特别是细胞外空间 (ECS).
- 临床前扩散MRI (dMRI) 通常使用异氨酸麻醉,需要了解其微观结构效应.
- 扩散曲解成像 (DKI) 对大脑中的微观结构变化很敏感.
研究的目的:
- 用DKI在小鼠身上研究异类麻醉对大脑微观结构的影响.
- 描述麻醉引起的微观结构变化的时间进程.
- 评估DKI对研究诸如脑等疾病的有用性.
主要方法:
- 扩散曲解成像 (DKI) 用于评估清醒和异氨酸麻醉小鼠 (n=22) 的大脑微观结构.
- 时间解析的快速DKI被开发并用于捕捉在麻醉过渡期间的动态微结构变化 (n=5).
- DKI应用于脑的小鼠模型 (n=4),以评估其对ECS体积减小的敏感性.
主要成果:
- 异氨酸麻醉显著降低了灰色和白色物质的平均扩散率 (MD) 和平均缩率 (MK) (p < 0.001).
- 时间解决的DKI揭示了麻醉后这些微观结构变化的迅速发作和恢复后缓慢的正常化.
- DKI检测到微观结构的改变与减少的ECS体积在脑模型中一致.
结论:
- 异氨酸麻醉明显影响DKI参数和大脑微观结构,主要是通过减少细胞外空间体积.
- 观察到的微观结构变化是快速而缓慢的逆转,对临床前dMRI研究有重大影响.
- DKI方法适用于钻孔内扰动研究,包括对睡眠/觉醒依赖的淋巴系统功能的研究.
