7T脑扫描揭示了阿尔茨海默氏症的潜在早期指标

德克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas at Dallas)大脑健康中心(Center for brain health)的研究人员正在研究一个可能预示阿尔茨海默氏症(Alzheimer's disease，又称阿尔茨海默氏症)衰退的新早期指标:使用尖端成像技术测量人类大脑的能量代谢。

科学家们设计了一种独特的方式来说明能源消耗和磷的大脑储备核磁共振光谱学使用超高场7特斯拉MRI扫描仪。他们的结果表明神经系统活力新陈代谢可能会受到损害轻度认知障碍MCI是介于健康老龄化和更严重的疾病状态(如痴呆和阿尔茨海默氏症)之间的下降阶段。

Namrata Das博士，Ph.D.'20，行为和脑科学学院的计划专家和研究神经科学家是该研究的领导作者4月6日在线发布神经科学前沿。

“我们对认知能力下降的了解分子水平上达斯说，他同时拥有医学博士学位和公共卫生硕士学位。“我们打算做的是实时监测导致人类这种衰退的生物机制，以便更好地了解相关的多种因素。”

高级作家Sandra Bond Chapman，博物馆博物馆博士博士博士博士，ut Dallas的脑海健康中心首席总监表示，结果表明了“推进发现的新途径”。

“这项研究提供了一种很有前途的新方法来阐明大脑的健康——或者说是由于新陈代谢的变化而引起的早期健康紊乱。新的方法是利用7特斯拉磁共振成像，一种无创、安全的技术，”迪威利杰出大学脑健康主席查普曼说。“这对于阿尔茨海默氏症的早期检测和测量疾病对治疗的反应具有激动人心的意义。”

尽管阿尔茨海默病在一个多世纪前就被定义为老年痴呆症，但治疗方法仍然难以捉摸。根据达斯的说法，这是因为“多种机制变得异常，导致一连串事件，我们不知道哪个先发生。”

“目前的研究大多集中在大脑中-淀粉样蛋白和tau蛋白的积累。在这里，我们试图了解是否有其他早期标记可以通过成像实时跟踪。我们希望，当我们的发现与tau蛋白和β -淀粉样蛋白的测量相结合时，将提供更深刻的信息。”

研究人员理论上，基于现有的验尸后，在阿尔茨海默病的早期发生的情况下，在阿尔茨海默氏症的早期阶段较低的前期验尸工作，能够在阿尔茨海默病的早期发生的能量水平扰动。

“那个研究设定了我们在成像技术回答这些问题的路径，”DAS说。

目前的研究是在先进的成像研究中心（AIRC），由UT DALLAS和其他北德克萨斯州共享的合作设施，位于UT Southwestern Medical Center Campus。该设施包括几个MRI扫描仪，该扫描仪在高达7个Tesla（7T）的磁场上运行，用于人类研究。使用这种强磁铁的MRIS-7T机器中的磁体具有3T临床MRIS-CAN的强大的两倍以上，可以在所得图像中提供前所未有的细节。

在该研究中，41名参与者-15认知性正常，15名与MCI和11名，早期阿尔茨海默氏症的高管，记忆，关注，探索技能和语言。7T的MRI扫描聚焦在能量分子腺苷（ATP）和磷酸甲酸氨酸（ATP）和磷酸甲酸氨基（PCR）之间测量比率，以及无机细胞内磷酸盐。

“细胞中的大部分能量来自线粒体，”达斯说。“根据理论，线粒体功能障碍在阿尔茨海默病早期就出现了，ATP和PCr没有正常合成。通过3T MRI，我们无法准确地看到这些分子水平。7T能帮我们实现目标。”

参与者的颞叶的研究人员扫描表明，PCR与ATP的比例 - DAS称为能量储备指数与参与者的认知水平相关。

“轻度认知障碍患者的能量储备较低，阿尔茨海默氏症患者的能量储备更低，”她说。“我们相信，这是第一篇证实轻度认知障碍患者能量储备下降的论文，在很多情况下，早在阿尔茨海默病发病前几年。”

虽然7T MRI机器还没有广泛用于患者的常规临床评估，Das说，研究中使用的技术可以适用于更常见的3T机器。

“这项技术正在发展，这样我们很快就可以改变我们在7T扫描中检测到3T的扫描，而且随处可用3T，”她说。“我们可以调整我们使用的一些MRI参数，以便用3T获取这些图像，如质子光谱所做的那样。我们希望这可以在未来几年内完成。”

将来，研究团队打算将这种能量水平的生物标志物与正电子发射断层扫描扫描结合，测量β-淀粉样蛋白和TAU蛋白，最广为人知的阿尔茨海默病的标志物。与此同时，DAS将继续研究MRI在7月1日开始在哈佛医学院的MCLean影像中心寻找新的神经影像学标记。

Das说:“我们希望确定大脑能量代谢异常是否与β -淀粉样蛋白和tau蛋白的积累有关。”“研究人员多年来一直假设，这种代谢不足可能早于这种积累，但直到现在，我们才有了7T的模式来找出答案。”

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