NeuroImage | 聚焦超声神经调节的位移和功能性超声成像

文摘   2024-11-03 11:31   中国香港  
2024.08.09. 哥伦比亚大学研究团队在《NeuroImage》(IF=7.3) 上发表文章 “Displacement and functional ultrasound (fUS) imaging of displacement-guided focused ultrasound (FUS) neuromodulation in mice”,小鼠位移引导聚焦超声 (FUS) 神经调节的位移和功能超声 (fUS) 成像



聚焦超声(FUS)刺激具有非侵入性、高空间分辨率和深穿透深度的优点。然而,FUS引起的脑组织位移和FUS刺激对脑血流动力学后续影响的同步成像已被证明具有挑战性。此外,除了磁共振成像引导的FUS系统外,早期研究缺乏靶向的原位确认。

研究目的:
  • 引入全超声方法进行原位靶标、调节神经元活动,并分别利用位移成像、FUS和功能超声(fUS)成像监测由此产生的神经调节效果
  • 进行研究FUS诱发的脑血容量反应以及脑血容量与位移之间的关系

研究亮点:
  • 超声成像方法,分别通过位移成像、FUS和fUS成像来定位、调节神经活动并监测FUS后续神经调节影响
  • 4MHz FUS刺激的fUS成像揭示了具有强烈皮层下血流动力学激活的局部、偏侧和剂量依赖性血流动力学反应
  • 位移激活图揭示FUS诱导的位移与FUS诱发的血流动力学反应之间的共定位和相关性

本文提出的研究结果表明,FUS在皮质和皮质下深度引起同侧血流动力学激活,而引起的血流动力学反应与FUS引起的位移共定位并相关。研究结果有助于准确的靶向,并揭示FUS如何通过机械移位影响脑血流动力学,从而影响其相关的连接性


使用FUS神经调节进行位移成像和功能超声成像的实验装置


分析FUS引起的脑血容量响应


对中枢FUS刺激的功能反应

脑血容量对不同FUS参数反应的表征


位移激活图揭示了位移和脑血容量反应之间的共定位和相关性


文章链接

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120768



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