非人灵长类动物超高场磁共振脑成像技术进展
2021-11-12张孝通
中国生物医学工程学报 2021年4期
徐 斌 高 阳 王 菁 张孝通
(浙江大学系统神经与认知科学研究所,杭州 310027)
引言
非人灵长类动物具有与人类相似的大脑结构, 且具有可以同时开展基于非人灵长类动物模型的侵入式和非侵入式实验研究的优势,可使非侵入式的人脑实验研究结果与大量基于动物模型的侵入式实验研究结果建立关联[1],有助于揭示认知脑功能回路和心理疾病的内在机理[2-4],是神经科学研究中的重要动物模型[5-6]。
功能磁共振脑成像技术是目前主要的非侵入式大脑神经活动成像手段,其中基于非人灵长类动物模型的功能磁共振成像研究,对深入理解磁共振脑成像生理机制、磁共振定量生理探测技术、神经科学基础研究、心理学和临床病理的机制研究等都具有重要作用[7-9]。由于非人灵长类动物的脑尺寸小于人脑,需要更高的空间分辨率才能解析脑内的神经活动单元。此外,非人灵长类动物具有更厚的头皮肌肉层,增大了射频接收线圈与脑部组织间的距离,在采用同样的射频线圈进行磁共振成像数据采集时,非人灵长类动物脑内的信号灵敏度要小于人脑。因此,非人灵长类动物功能磁共振脑成像研究对成像技术有着更高的要求。超高场(主磁场场强>3 T)磁共振相比于常规磁共振具有更高的图像信噪比(signal noise ratio, SNR)、血氧依赖(blood oxygen level dependent, BOLD)的功能磁共振信号对比度噪声比(contrast noise ratio, CNR)和BOLD信号特异性,具有实现非人灵长类动物亚毫米级超高分辨率脑功能成像的潜力[10-11]。但是随……
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