白癜风诊疗体系 http://pf.39.net/bdfyy/bdflx/141002/4487539.html年12月23日,《大脑皮层》(CerebralCortex)在线刊发了北京大学麦戈文脑科学研究所、心理与认知科学学院、生命科学联合中心方方教授课题组和宾夕法尼亚大学医学院*浩教授课题组的合作论文“DifferentialWhiteMatterMaturationfromBirthto8YearsofAge”。该研究收集了位0到8岁典型发育儿童和31位2到7岁自闭症儿童的弥散张量成像数据,描绘了不同白质束的指数型差异化发育,并根据发育速度将参数化的发育过程分为快速,中速和慢速三个阶段。该研究为神经精神疾病的早期检测提供了生物标志物参照模板。
人类大脑白质在婴儿和儿童阶段经历了急剧的微观结构变化,包括轴突的发育和髓鞘化过程。白质的发育为记忆、注意、智力、语言、运动学习、音乐熟练度、认知控制等功能形成提供神经环路基础。白质的发育异常与精神分裂、抑郁症、双向情感障碍、孤独症、注意力缺陷多动障碍等神经精神疾病联系紧密。因此,描绘正常白质微观结构的发育过程不仅可以揭示不同神经环路的形成过程,也可作为参照系用于探测神经精神疾病患者大脑白质的异常发育。
弥散张量成像(DTI)已经被广泛用于量化白质的微观结构。水分子在沿着白质纤维束方向弥散更加容易,而在垂直于纤维束方向弥散受阻。弥散张量成像即通过张量模型测量白质纤维束周边水分子的弥散特性。分数各向异性(FA),径向弥散度(RD),轴向弥散度(AD)和平均弥散度(MD)等源自DTI的指标对白质发育期间微观结构的变化敏感。FA范围从0到1,被用于量化弥散张量的形状。RD和AD分别代表垂直和平行于弥散张量的弥散度,与髓鞘化和轴突生长联系紧密。MD量化弥散张量的大小,会随着大脑发育而减小。白质的微观结构变化,包括轴突生长,轴突聚集和纤维髓鞘化,可以由这四个DTI指标反映(图1)。
图1,轴突生长,轴突聚集和纤维髓鞘化导致DTI指标FA,MD,RD和AD的变化。
以往研究由于缺乏足够多的被试覆盖从出生到儿童早期这个关键的发育时间段,使得研究发现的发育规律深受选取的时间段和被试数量不足影响。本研究收集了位0到8岁典型发育儿童的DTI数据,在被试数量与覆盖关键发育阶段方面均弥补以往研究不足。图2列举了从出生2个月到出生95个月儿童大脑的DTI指标图像的变化。在这个时期大脑容量增大,白质FA增大,白质MD和RD下降。
图2,纤维朝向编码颜色图(OEC)与FA,MD,RD和AD从2月到95月的发育变化过程。
为了量化不同被试的白质特性,我们将不同被试的FA像对齐到白质图谱JHUICBM-DTI-81(Morietal.),并通过基于白质束的空间统计技术(TBSS)提取白质主干(图3A)。白质根据功能的不同,可以分为连合束(