临床神经科学

神经科学研究如何帮助我们发现大脑功能的新见解?

我们可以使用核磁共振成像(MRI)提供大脑的2- 3-D图像，以研究其解剖、功能或分子过程……或者三者的结合。核磁共振成像的好处是研究人员可以选择研究的重点是解剖学上的，比如功能性上的，还是分子上的。

哪些信息可以在活的有机体内神经成像能让我们了解大脑功能和新陈代谢吗?

使用一种叫做弥散核磁共振的技术，我们可以追踪整个大脑的轴突方向，并以一种非侵入性和非破坏性的方式创建大脑的连接图。

在功能方面，我们有很多选择。功能磁共振成像(fMRI)使我们能够观察大脑思考时的情况。这项技术是一项临床标准，十多年来，我们已经能够将其应用于动物，包括大鼠和小鼠。不需要造影剂;我们只是监测由于氧和脱氧血红蛋白的转换而产生的细微信号变化，这使我们能够清楚地检测到大脑活动。

此外，我们能够监测脑血流的变化，这是一个重要的标志。在中风研究中，我们可以看到受影响的大脑区域，可能比大多数其他非破坏性的方法更精确。

调查代谢物在活的有机体内可以利用光谱学。利用这种方法，我们可以获得大脑区域的化学“指纹”。这些区域的大小通常是几毫米的立方，指纹使我们能够识别和量化几十个金属岩在这个体积。这些包括主要的神经递质和参与大脑能量通路的分子。

为什么生物学家并不总是熟悉核磁共振成像技术?

MRI通常不包括在生物课程中。医学博士接受了基本的核磁共振背景训练，如果他们最终成为放射科医生，甚至会接受更多的训练。然而，当生物学家将其作为解决生物学问题的一种技术时，他们才第一次接触到这些扫描仪。我学习了生物和化学，在化学方面，我学到了核磁共振和核磁共振的基础知识。然而，如果我只学习生物学，我将永远不会了解到核磁共振的巨大潜力。

每个生物学家都学习如何使用光学显微镜，但除非他们的大学有临床前MRI扫描仪，否则他们不会熟悉MRI技术。Bruker的MRI应用专家已经将他们的知识应用到预先优化的方案中。即使只有很少核磁共振背景的用户也能快速回答他们的生物学问题。

请概述MRI和PET/MRI在基础神经科学研究中的应用和重要性。

PET缺乏解剖信息。一般来说，使用PET，你可以追踪你的示踪剂进入身体的任何地方，你最终看到的是功能化示踪剂所在的唯一区域。

如果你只使用PET，你不能真正确定这些活性区域在体内的什么位置，因为你没有解剖学参考。PET/MRI结合，你可以过度。彩色PET图像在灰度高分辨率MRI图像上，然后你可以非常精确地看到你的示踪剂的位置。

PET和MRI结合的重要性和美妙之处在于你可以同时进行这两种检查并且从MRI中得到很好的软组织对比。

与其他方法相比，这些成像技术有什么好处?

除了非破坏性，还有一个事实是，我们可以用更少的动物获得更多的信息。

你可以获得更大的统计相关性，因为你可以使用扫描仪在几周或几个月的时间内反复研究同一动物。在每个研究时间点之后，动物不会被牺牲，相反，我们扫描整个队列，并从所有的动物获得所有的信息。每一种动物都有自己的控制对象。这减少了生物分散，这是许多临床前研究的一个固有问题。我认为这是一个经常被忽视的巨大好处。

临床前研究的发现是否可以完全转化为临床环境?大脑的临床前成像能做一些临床上不可能的事情吗?

是的，它们是可翻译的。用PET和MRI进行成像的动物经历了与医院病人使用临床仪器所做的相同的程序。当然，临床前成像也有好处，比如在临床前测试新的疾病治疗方法。你也可以使用基因敲除模型来研究疾病进展的机制。

请介绍用于临床前神经科学研究的布鲁克仪器。

我们在40多年前推出了一系列临床前MRI扫描仪。我们是市场的领导者。布鲁克的临床前核磁共振扫描仪被称为生物规格，有各种不同的版本。你可以从一系列磁场中选择。一般来说，磁场越大，图像越好。你必须选择的另一件事是我们所说的钻孔——磁铁内部的小隧道，动物在检查时就在里面。小口径扫描仪只能扫描一只老鼠，而其他较大的扫描仪可以扫描老鼠甚至更大的动物。

我们的PET扫描仪也有小通道供老鼠使用。我们还提供PET和MRI的结合。在一种PET/MR设计中，PET隧道在MRI隧道的前面，所以两台机器是相邻的，动物在一种单轨上，它首先进入PET隧道进行快速扫描。然后你把它向前移动大约20英寸，放在核磁共振扫描仪里，在那里你可以进行核磁共振扫描。

还有另一种PET/MR装置，小的PET环直接放入MRI隧道，使动物可以直接进入MRI扫描仪的中心，这也是PET扫描仪的中心。然后可以同时扫描。

该仪器用于研究哪些临床前疾病模型?它能识别出任何潜在的治疗方法吗?

嗯，它基本上是无穷无尽的，范围从阿尔茨海默病和帕金森病的模型到记忆、衰老和认知衰退的模型，只是举几个例子。这种仪器也用于中风研究。如果我们人为地诱导啮齿动物中风，我们可以量化受影响的大脑区域，这可能比任何其他不涉及大脑解剖的方法都好。许多制药公司在药物发现和开发中使用布鲁克扫描仪。