神经科学研究如何帮助我们发现关于脑功能的新见解?
我们可以使用核磁共振成像 (MRI) 提供脑的二维或三维成像,进而研究脑的解剖学、功能或分子过程或三者综合。MRI 的优点在于,例如,研究人员可以就应该集中于解剖学研究同时涵盖极少的功能研究还是应该集中于分子过程研究进行选择。
体内神经成像能为脑功能及代谢研究提供哪些信息?
通过使用一种称作弥散 MRI 的技术,我们能以非侵入性且非破坏性的方式追踪大脑的轴突方向,绘制大脑连接图。
在功能研究方面,我们有很多选择。功能性 MRI (fMRI) 在大脑思考时仍能对其进行观察。该技术是一种临床标准,我们将其应用于大鼠和小鼠等动物中已经超过十年了。无需造影剂,只需要监测氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白相互转化导致的细微的信号变化,即可清晰检测脑活动。
此外,我们还能监测脑血流的变化,而血流变化是一个重要的标志物。在卒中研究中观察受影响的脑区时,该技术比其他大部分非破坏性方法具有更高的精确度。
代谢物研究可以使用体内光谱学方法。凭借该方法,我们能获得脑区的“指纹图谱”。这些区域的大小通常为几立方毫米,指纹图谱使我们能够鉴定和定量此体积内的数十种代谢物,包括参与脑的能量代谢途径的主要神经递质和分子。
为什么 MRI 不总是生物学家所熟悉的技术?
生物学课程中通常不包含 MRI。医学博士会接受关于 MRI 背景的基础训练,如果他们最终成为放射学家,会接受更多的相关训练。但是,只有当使用相关技术解决生物学问题时,生物学家们才首次接触到这些扫描仪。本人对生物学和化学均有研究,在化学学习中,我了解了关于 NMR 和 MRI 的所有基础知识。然而,如果我只学习了生物学,我将永远不会知道 MRI 的巨大潜力。
每一位生物学家都会学习怎样操作一台光学显微镜,但是除非他们的大学里有一台临床前 MRI 扫描仪,否则他们不会熟悉 MRI 技术。布鲁克的 MRI 应用专家已经倾其所学于预优化的方案中。即使对 MRI 背景了解较少的用户也能快速解决他们的生物学问题。
请概述 MRI 和 PET/MRI 在基础神经科学研究中的应用及重要性。
PET 缺乏解剖学信息。通常,使用 PET 可以追踪示踪剂在体内的位置,但最终观察到的仅是功能化的示踪剂所处的区域。