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研究人员开发了测量人脑的新方法

我测量轴突在微米范围内提供了见解nto non-invasive ways to diagnose and treat central nervous system diseases

Sheryl Herrera博士和Maxina Sheft是一项研究,研究了人类大脑中轴突直径的首次测量,该研究仅测量仅2千分表(2μm)。

随着研究人员获得新的理解大脑的方式,他们希望改善对中枢神经系统疾病(如精神分裂症,自闭症和胎儿酒精谱)的诊断和寻找有效疗法的非侵入性方法的机会。

为此,博士后学者Sheryl Herrera博士(Uwinnipeg/cubresa)和富布赖特学者Maxina Sheft(Georgia Tech)一直与温尼伯大学物理学家Melanie Martin博士合作,研究了如何识别大脑的解剖学变化。亚愽国际app下载

人类call体样本。(a)为实验拍摄的图像切片的图。选择(长,薄盒)的切片近似于call体内轴突(虚线)的假定方向。(b)从扫描仪中取出的切片的MR图像包含call体(CC),室室室(EL)和皮层(CX)区域。(c)从(b)中取自MR Slice的横截面的MR图像。

Herrera和Sheft是一个联合第一作者最近发表的论文检查人脑中轴突直径的第一个测量,该测量仅测量2千分表(2μm)。Uwinnipeg校友Morgan Mercredi博士(BSC,荣誉,2013年),理查德·布斯特(Richard Buist)博士(曼尼托巴大学),坎塔·马图达(Kanta Matsuda)博士(鲁特斯大学)和梅兰妮·马丁(Melanie Martin)博士也是这项研究的作者。

团队的发现很重要,因为先前的轴突测量值通常超过5μm。通过应用振荡梯度自旋回波(OGSE)序列,研究人员能够使用非侵入性成像方法在1-2μM范围内测量轴突。这种能力为长期的大脑研究打开了大门,这将增加对信息传导方式的理解。

马丁说,我们大脑中一些最重要的轴突是最小的轴突。这些微观神经纤维比人的头发薄几倍,但它们对于我们在神经系统中传输信息的能力至关重要。

In a healthy brain, information is automatically processed and transmitted from the brain to different parts of the body. But in central nervous system disorders like schizophrenia there is evidence of abnormal function integration of brain processes. The more we can understand how this happens, the better chance we have of accurately diagnosing and finding treatments for these disorders.

在电子显微镜图像上拍摄的轴突直径的测量。虚线表示绘制的线以收集轴突直径测量。(Uwinnipeg)

Sheft感到有机会使用数学模型来分析图像并对其结果进行统计分析以收集更准确的数据。

Sheft说:“改进我们的成像方法可以在较早的阶段提供更好的诊断方法,这对于某些神经系统疾病至关重要。”“我们可以收集的人脑的图像越准确,我们必须将其用于诊断和治疗各种神经系统疾病的信息越多。”

Sheft和Herrera都被吸引在Martin的实验室工作,因为使用MRI诊断中枢神经系统疾病的创新工作。Sheft在2021年夏季度过了研究,感谢Mitacs Globalink计划的支持。埃雷拉(Herrera)最近完成了Mitacs提升博士后奖学金,她说这使她独特地使用了MRI和PET技术,以开发图像获取和分析技术。

埃雷拉说:“我将对MRI物理学的知识应用于一种多学科方法,以研究大脑及其在中枢神经系统疾病等精神分裂症等中的解剖学变化。”“我希望这项研究被用作非侵入性诊断和治疗的一种手段。”

由于NSERC Discovery Grant以及Mitacs的提升和Mitacs Globalink资助,这项研究得以实现。

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