【摘要】 通过优化与周围灰质层相比 Gennari 纹状体的 T2* 弛豫时间较短，可实现 15 分钟 FLASH 采集中获得的 0.4 毫米高各向同性分辨率。

人类新皮质呈放射状分为六层，其髓鞘形成以及神经元细胞的密度和排列各不相同。这种皮质细胞和骨髓结构在解剖学和功能性神经解剖学中发挥着核心作用，但主要只能通过侵入性组织学来获取。为了克服这一限制，已经开发并正在开发几种非侵入性 MRI 方法来解析解剖皮质层。因此，最近在层流水平上对大量种群和结构-功能关系的研究成为可能。早期的概念验证研究针对显着的层状结构，例如初级视觉皮层中的 Gennari 纹。最近的工作描述了视觉皮层外部的层状结构，研究了层状结构与功能之间的关系，并证明了层特异性成熟效应。本文综述了基于常规和定量MRI（不包括弥散成像）的人体皮质解剖层的方法和体内MRI研究。重点是相关的挑战、承诺和潜在的未来发展。 MRI扫描仪、运动校正技术、分析方法和生物物理建模的快速发展有望克服皮质层系统成像的空间分辨率、精度和特异性的挑战

 

Fig. 1. Examples of MRI of the stria of Gennari using different MR sequences at different field strengths. Black and white arrows, respectively, are indicating the position of the Gennari stripe. A) Field strength: 1.5 T, Surface coil, Main contrast: PD, Voxel size: 0.4 mm  0.4 mm x 3 mm, Acquisition time: ~50 min (ColS: collateral sulcus; CS: calcarine sulcus; OP: occipital pole).B) Field strength: 3 T, Surface coil, Main contrast: T1, Voxel size: 0.35 mm  0.35 mm x 0.6 mm, Acquisition time: 45 min.C) Field strength: 7 T, 24-channel phased array coil, Main contrast: MT þ T2 þ PD, Voxel size:0.5 mm  0.5 mm x 0.5 mm, Acquisition time: ~10 min. Taken from Trampel et al. (2011) with permission from the publishers. D) Field strength: 7 T, 32-channel phased array coil, Main contrast: Signal phase, Voxel size: 0.24 mm  0.24 mm x 1 mm, Acquisition time: 6.5–13 min (area outlined by yellow box is used for later analysis in the respective study).【1】

 

通过优化与周围灰质层相比 Gennari 纹状体的 T2* 弛豫时间较短，可实现 15 分钟 FLASH 采集中获得的 0.4 毫米高各向同性分辨率。然而，通过分析 T2* 加权梯度回波序列获取的 MRI 信号的幅度和相位，可以实现异常高的皮质内分化（Deistung 等人，2013 年；Duyn 等人，2007 年）。这些图像不仅对 Gennari 条纹中增加的髓鞘形成敏感，而且对其较高的铁含量敏感，因为两者都导致其对周围灰质的敏感性差异。通过从人脑组织死后样本中去除铁，对铁对 MR 信号的影响进行了优雅的研究。使用不同 MR 序列和对比度权重在不同场强下获得的 Gennari 纹的 MR 图像如图 1 所示。

 

可靠的层流映射将为研究人脑开辟全新的方法。目前，调查主要限于尸检组织学。体内方法将允许研究由于病理过程（例如神经退行性疾病）和生理变化（例如训练诱导的可塑性）引起的皮质微观结构的微妙变化。与特定层的功能 MRI 一起，研究层状水平结构与功能关系的新时代将成为可能。这将补充动物研究，并允许研究人类认知功能的关系，例如区分语言产生中涉及的不同子过程。MRI 的高可用性将允许对结构的个体差异和结构功能关系进行大规模的群体研究。该方法还有望提供比现有标记更早指示和确定病理变化进展的敏感生物标记，从而为临床研究和诊断带来希望。 

  

【1】Robert Trampel, Pierre-Louis Bazin, Kerrin Pine, Nikolaus Weiskopf, In-vivo magnetic resonance imaging (MRI) of laminae in the human cortex,NeuroImage,Volume 197,2019,Pages 707-715,

 

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