临床神经科学

神经科学研究如何帮助我们发现关于大脑功能的新见解?

我们可以使用磁共振成像(MRI)提供2- 3-D图像的大脑，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，研究人员可以选择的焦点，例如，应该是具有一点功能性的解剖学，还是应该是分子。

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?

使用扩散核磁共振成像技术，我们可以跟踪整个大脑的轴突方向，并以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，我们有许多选择。功能性核磁共振成像(fMRI)使我们能够在大脑思考时观察它。这项技术是临床标准，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合血红蛋白和脱氧血红蛋白转换而产生的细微信号变化，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，可能比其他大多数非破坏性方法更精确。

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为几毫米立方，指纹使我们能够识别和量化该体积中的几十个金属陨石。这些包括主要的神经递质和参与大脑能量通路的分子。

为什么核磁共振成像技术在生物学家中并不常见?

核磁共振通常不包括在生物课程中。医学博士接受了核磁共振背景的基本训练，如果他们最终成为放射科医生，就会接受更多的训练。然而，生物学家第一次接触到这些扫描仪时，他们使用它作为一种技术来解决一个生物学问题。我学习了生物和化学，在化学方面，我学习了核磁共振和核磁共振的所有基础知识。然而，如果我只学习生物学，我永远不会了解到核磁共振的巨大可能性。

每个生物学家都要学习如何使用光学显微镜，但除非他们的大学有临床前核磁共振扫描仪，否则他们不会熟悉核磁共振技术。Bruker的MRI应用专家已经将他们的知识投入到预先优化的方案中。即使是对核磁共振有最少了解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，PET可以跟踪示踪剂在体内的位置，而你最终看到的是功能化示踪剂唯一的位置。

如果你单独使用PET，你不能真正确定这些活动区域在身体的哪个部位，因为你没有解剖参考。使用PET/MRI组合，你可能会过度。彩色PET图像在灰度高分辨率MRI图像上然后你可以高精度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项手术并且从MRI中得到很好的软组织对比。

与其他方法相比，这些成像技术的优点是什么?

除了非破坏性，我们还可以用更少的动物获得更多的信息。

您可以获得更大的统计相关性，因为您可以使用扫描仪在数周或数月的时间内反复研究同一只动物。在每个研究时间点后，动物不会被牺牲，相反，我们扫描整个队列，并从所有动物中获得所有信息。每只动物都有自己的控制权。这减少了许多临床前研究的固有问题——生物分散性。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应用?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成像的动物经历的过程和病人在医院用临床仪器做的过程是一样的。当然，临床前成像也有好处，比如在他们进入临床之前测试新的疾病治疗方法。你也可以使用敲除模型来观察疾病进展的机制。

请介绍用于临床前神经科学研究的Bruker仪器。

我们有一系列的临床前核磁共振扫描仪，我们在40多年前就引进了。我们是市场的领先者。布鲁克的临床前核磁共振扫描仪被称为BioSpecs，有各种不同的版本。你可以从一系列的磁场中选择。一般来说，磁场越强，图像就越好。你必须选择的另一件事就是我们所说的孔洞——在检查过程中，动物躺在磁铁内部的小隧道。小口径扫描仪只能装下一只老鼠，而其他大口径扫描仪可以装下大鼠甚至更大的动物。

我们的PET扫描仪也有老鼠的小通道。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，把它放在核磁共振扫描仪上，在那里你可以进行核磁共振扫描。

还有一种替代的PET/MR装置，小的PET环直接插入MRI隧道，使动物直接进入MRI扫描仪的中心，这也是PET扫描仪的中心。然后你可以同时扫描。

该仪器被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?

它基本上是无穷无尽的，从阿尔茨海默病和帕金森氏症的模型到记忆、衰老和认知衰退的模型，等等。该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，这可能比其他任何不涉及大脑解剖的方法更好。许多制药公司在药物发现和开发中使用Bruker扫描仪。