Расширенный диффузии изображений в гиппокампе крыс с мягкой травматического повреждения головного мозга

Травматическая черепно-мозговая травма (TBI) получила больше внимания в последние годы, как стало ясно, что эти травмы головного мозга может привести к пожизненной когнитивных, физических, эмоциональных и социальных последствий¹. Несмотря на это повышение осведомленности, мягкий TBI (mTBI, или сотрясение мозга) по-прежнему часто занижены и недиагностированы. MTBI был назван молчаливой эпидемии, и лица с историей mTBI показывают более высокие показатели злоупотребления психоактивными веществами или психических проблем². Несколько пациентов с mTBI выходят на недиагностированные каждый год из-за диффузного и тонкого характера травм, которые часто не видны на обычной компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ). Отсутствие радиологических доказательств повреждения головного мозга привело к разработке более передовых методов визуализации,таких как диффузионная МРТ, которые более чувствительны к микроструктурным изменениям 3.

Диффузия МРТ позволяет in vivo отображение микроструктуры, и этотметод МРТ был широко использован в исследованиях TBI 4,^5,6. От диффузии тензора, дробная анизотропия (FA) и средняя диффузорность (MD) вычисляются для количественной оценки изменений в микроструктурной организации после травмы. Недавние обзоры в mTBI пациентов сообщают об увеличении ВС и уменьшается в MD после травмы, которая может свидетельствовать о аксональной опухоль⁷. Противоположность, увеличения в MD и уменьшениях в FA также найдены и предложены для того чтобы underlie нарушения в parenchymalструктуре следуя за образованием отека, аксональной дегенерацией, или misalignment волокна/нарушением 8. Эти смешанные выводы могут быть частично объяснены значительной клинической неоднородностью mTBI, вызванной различными типами воздействия и тяжести (например, ускорение вращения, тупая травма силы, травма взрыва или комбинация первого). Однако в настоящее время нет четкого консенсуса в отношении лежащей в основе патологии и биологической/клеточной основы, лежащей в основе изменений в микроструктурной организации.

Модели животных обеспечивают стандартизированную и контролируемую настройку для более детального изучения биологических механизмов травми и ремонта после TBI. Несколько экспериментальных моделей для TBI были разработаны и представляют различные аспекты человека TBI (например, координационный против диффузной травмы или травмы, вызванные вращательных сил)^9,10. Обычно используемые модели животных включают контролируемое воздействие корковой (CCI) и боковой жидкости ударных травм (LFPI) модели^11,12. Хотя экспериментальные параметры могут быть хорошо контролируемыми, эти модели используют краниотомию для разоблачения мозга. Краниотомии или переломы черепа обычно не видели в mTBI; поэтому эти экспериментальные модели не являются действительными для имитации mTBI. Модель ускорения удара, разработанная Marmarou et al.^13, использует вес, который сбрасывается с определенной высоты на голову крысы, которая защищена шлемом. Эта модель животных вызывает аналогичные микроструктурные изменения и когнитивные нарушения, как видно у пациентов, которые поддерживают легкую травму. Таким образом, это Marmarou падение веса модель подходит для исследования изображений биомаркеров для диффузных mTBI^14,15.

Этот отчет демонстрирует применение передовой диффузии МРТ в модели крыс mTBI с использованием модели падения веса Marmarou. Первый показано, как вызвать легкую и диффузную травму, и анализ с использованием диффузии тензоризображения (DTI) модель затем предоставляется. Специфическая биологическая информация получена с использованием более продвинутых моделей диффузии (т.е., диффузионная визуализация куртоза (DKI) и модель целостности тракта белого вещества (WMTI). В частности, легкая травма наносится и микроструктурные изменения затем оцениваются в гиппокампе с помощью обычных T2-взвешенных МРТ и передовых диффузионной визуализации протокола.