在清醒的小鼠中,使用同时的多切片fUS成像来绘制大脑全功能网络的高灵敏度映射
Adrien Bertolo1,2, Jeremy Ferrier2, Silvia Cazzanelli1,2
1Physics for Medicine Paris, ESPCI Paris, INSERM, CNRS, PSL Research University, Paris, France.
Imaging neuroscience (Cambridge, Mass.)
|August 13, 2025
概括
一个新的多阵列传感器使小鼠的非侵入性全脑功能超声波 (fUS) 成像成为可能. 这种先进的技术通过完整的头骨绘制功能连接 (FC) 和大脑活动的地图,推进临床前神经科学研究.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 医疗成像医学成像
- 临床前研究 临床前研究
背景情况:
- 功能性超声波 (fUS) 是在临床前研究中测量大脑活动和功能连接 (FC) 的宝贵工具.
- 使用2D阵列或机动系统的现有fUS方法在静止状态FC分析的灵敏度,侵入性或大脑范围的覆盖性方面存在局限性.
- 之前的体积性fUS试验需要进行入侵性切除术,因为对横成像的灵敏度不足.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的混合型fUS解决方案,用于小鼠的非侵入性,全脑功能连接 (FC) 研究.
- 为了克服现有的fUS技术的局限性,通过完整的头骨进行高分辨率全脑成像.
- 评估新系统对清醒动物的任务唤起反应和休息状态FC分析的能力.
主要方法:
- 开发一种新型的多阵列传感器,用于同时对整个小鼠大脑进行多片切割.
- 在轻度麻醉下和在清醒的头部固定条件下,在小鼠中通过完整的皮肤和头骨进行非侵入性横性fUS成像.
- 通过视觉刺激进行验证,以检测任务唤起的大脑活动和休息状态功能连接 (FC) 的评估.
主要成果:
- 与现有方法相比,多阵列传感器提供了更优质的成像质量.
- 在视觉刺激期间,在整个视觉通路上检测到显著的激活,大脑血液体积 (CBV) 信号>10%增加.
- 在清醒的动物中,在皮质和皮质下区域都发现了强大的长距离功能连接 (FC) 模式,与fMRI发现一致.
结论:
- 开发的多阵列fUS探测器使得通过完整的头骨在小鼠中进行非侵入性全脑血液动力活动测量.
- 该系统识别强大的静止状态网络的能力有助于理解小鼠大脑的组织.
- 这项技术有望在神经精神疾病的遗传模型中研究大脑功能和功能障碍.
