刘 展

近年来，脑成像技术和计算机科学的革命性进步使研究人员能够以不寻常的方式深入研究小脑的结构、神经元活动，以及对小脑疾病干预后的功能变化。这些新技术包括功能核磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）、弥散张量成像（diffusion tensor Imaging，DTI）、超分辨率径迹密度成像（super resolution track-density imaging，TDI）、多光子成像（ multi-photon microscopy，MPM）、激光双光子显微镜（two-photon laser scanning microscopy，LSM）和功能性近红外光谱技术（functional near infrared spectroscopy，fNIRS）等。新技术的使用促进了小脑研究的新成果和新发现。例如，fMRI结果显示，小脑中网络的大小是大脑皮层中网络大小的两倍。涉及高级思维过程的额顶神经网络所占的小脑比例比大脑皮层的比例更大（Marek et al.，2018）。这一发现暗示了小脑在高级认知中的作用。fMRI是一种扫描脑部和身体的成像技术。由于脑细胞消耗的能量与血流变化有关，当人脑某个区域使用时，流向该区域的血液也会增加。因此，基于脑血流和神经元激活耦合的事实，fMRI可通过检测血流变化来测量脑部活动（Skipper et al.，2014）。fMRI也可用于绘制脑部或脊髓的神经活动图，从而开展对人类或动物的研究。另一种新兴成像技术是DTI，也被称为弥散张量成像核磁共振（DT-MRI）技术，是一种基于磁共振成像的神经影像技术。其主要机制是依赖于平行束中轴突的结构及其髓鞘屏蔽，促进水分子沿其主要方向弥散的原理，通过测量弥散量来比较白质纤维束中平行于轴突和垂直于轴突纤维的方向，并进行颜色编码，绘制出各区域的位置、方向和各向异性的图像（图1）。DTI被视为细胞结构的敏感探针，允许直接体内检查组织的微观结构。……