鼠标大脑弹性图形随着睡眠/清醒周期,衰老和阿尔茨海默病的发生而发生变化

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.
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 衰老和神经退行性疾病显著影响认知功能.
• 在体内大脑生物力学是理解神经健康的关键领域.
• 大脑组织属性的变化与生理状态和疾病病理学有关.

研究的目的:

• 为了研究睡眠/觉醒周期期间大脑组织度的变化.
• 为了研究衰老和阿尔茨海默病对皮质生物力学的影响.
• 探索水-4水道在大脑组织弹性的作用.

主要方法:

• 使用反射光学连贯弹性成像 (ROCE) 进行高分辨率弹性成像.
• 在野生型小鼠,水素-4淘汰赛小鼠和APP/PS1阿尔茨海默病模型小鼠上进行了四维扫描.
• 测量了剪切波速度的变化,作为组织刚性的指标.

主要成果:

• 在麻醉 (睡眠状态) 期间,年轻的野生型小鼠的皮质组织软化了大约10%,但随着年龄的增长和阿尔茨海默氏症模型中,这种效应减少了.
• 在所有老鼠群体中,皮层硬度随着年龄的增长而增加,野生型老鼠显示出与年龄相关的变化最为明显.
• 在缺乏水-4的小鼠和过度表达粉样蛋白-β的小鼠中观察到睡眠-觉醒刚性变化的损失.

结论:

• 脑组织生物力学是动态的,受生理状态,年龄和疾病的影响.
• 水素-4和β-粉样蛋白病理学扰乱了正常的年龄和状态依赖的大脑硬的变化.
• 这项研究为大脑生物力学,流体动力学以及大脑活动对皮质组织特性的影响提供了新的见解.