临床前神经科学

神经科学研究如何帮助我们找到对大脑功能的新见解？

我们可以利用磁共振成像（MRI）提供大脑的二维或三维图像，用于研究其解剖、功能或分子过程。。。或者三者的结合。核磁共振成像的好处在于，研究人员可以选择病灶是否应该是解剖型的，比如说有一点功能性的，还是应该是分子型的。

你能提供什么信息体内神经成像给我们提供了关于大脑功能和代谢的信息？

使用一种称为扩散MRI的技术，我们可以追踪整个大脑的轴突方向，并以非侵入性和非破坏性的方式创建大脑的连接图。

在功能方面，我们有很多选择。功能磁共振成像（fMRI）这项技术是一项临床标准，十多年来，我们已经能够将它应用于包括大鼠和小鼠在内的动物身上。不需要造影剂；我们只需监测氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白转换过程中的细微信号变化，这使我们能够清楚地检测大脑活动性。

此外，我们能够监测脑血流的变化，这是一个重要的标志。在中风研究中，我们可以看到受影响的大脑区域，可能比大多数其他非破坏性方法的精确度更高。

研究代谢物体内可以使用光谱学。利用这个，我们可以获得大脑区域的化学“指纹”。这些区域的大小通常是几毫米的立方，指纹使我们能够识别和量化该体积中的几十个金属代谢物。这些包括主要的神经递质和参与大脑能量通路的分子。

为什么核磁共振成像在生物学家中不总是一种熟悉的技术？

MRI通常不包括在生物课程中。MDs接受MRI背景的基本培训，如果他们最终成为放射学家，甚至会接受更多的培训。然而，生物学家在使用扫描仪作为解决生物问题的技术时，首先被介绍给这些扫描仪。我在《化学家》中学习了生物学和化学我学习了核磁共振和核磁共振的所有基础知识。但是，如果我只学习生物学，我就永远不会了解核磁共振的巨大可能性。

每个生物学家都会学习如何操作光学显微镜，但除非他们的大学有临床前MRI扫描仪，否则他们不会熟悉MRI技术。Bruker的MRI应用专家已经将他们的知识应用到预先优化的协议中。即使是具有最低MRI背景的用户也可以快速回答他们的生物学问题。

请概述MRI和PET/MRI在基础神经科学研究中的用途和重要性。

PET缺乏解剖学信息。一般来说，使用PET，你可以追踪追踪追踪器在体内的位置，最终看到的是功能化追踪器所在的唯一区域。

如果你单独使用PET，你无法真正确定这些活动区域在身体内的位置，因为你没有解剖学参考。使用PET/MRI组合，您可能会过度疲劳。在灰度高分辨率MRI图像上显示彩色PET图像，然后您可以高精度地看到跟踪器的确切位置。

PET和MRI结合的重要性和美妙之处在于，您可以同时执行这两项操作，并从您的MRI中获得极好的软组织对比度。

与其他方法相比，这些成像技术有什么好处？

除了非破坏性之外，我们可以用更少的动物获得更多的信息。

您可以实现更大的统计相关性，因为您可以使用扫描仪在数周或数月内重复研究同一动物。在每个研究时间点后，动物不会被处死，相反，我们扫描整个队列，从所有动物那里获得所有信息。每种动物都是自己控制的。这减少了生物分散，这是许多临床前研究的固有问题。我认为这是一个经常被忽视的巨大好处。

临床前研究的结果是否可以完全转化为临床环境？大脑的临床前成像能做临床上不可能做的事情吗？

是的，它们是可翻译的。用PET和MRI成像的动物所经历的过程与患者在医院使用临床仪器时所经历的过程相同。当然，临床前成像也有好处，比如在去诊所之前测试新的疾病治疗方法。你也可以使用基因敲除模型来研究疾病进展的机制。

请介绍用于临床前神经科学研究的Bruker仪器。

我们有一系列临床前MRI扫描仪，我们在40多年前就推出了。我们是市场的领导者。Bruker的临床前MRI扫描仪被称为BioSpec，有各种不同的版本。你可以从一系列磁场中进行选择。磁场越高，总体上图像越好。另一件事是你必须选择的是我们所说的孔——在检查过程中动物躺在磁铁内的小隧道。小孔扫描仪只能容纳一只老鼠，而其他较大的扫描仪可以容纳老鼠甚至更大的动物。

我们的PET扫描仪也有用于老鼠和老鼠的小隧道。我们还提供PET和MRI的组合。在一种PET/MR设计中，PET隧道位于MRI隧道的前面，因此两台机器相邻，动物在一种单轨上，它首先进入PET隧道进行快速扫描。然后你将其向前移动约20英寸到p将其放置在MRI扫描仪中，您可以在其中执行MRI扫描。

有一种替代PET/MR设置，其中小PET环直接安装在MRI通道中，使动物能够直接进入MRI扫描仪的中心，这也是PET扫描仪的中心。然后可以同时扫描。

该仪器用于研究哪些临床前疾病模型？它是否能够确定任何潜在的治疗方法？

这基本上是无穷无尽的，从阿尔茨海默病和帕金森病的模型到记忆、衰老和认知衰退的模型等等。该仪器也用于中风研究。如果我们在啮齿类动物身上人工诱发中风，我们可以量化受影响的大脑区域，这可能比不涉及大脑解剖的任何其他方法都要好。许多制药公司在药物发现和开发中使用Bruker扫描仪。