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.2015年5月8日;10(5):e0125748。
doi:10.1371/journal.pone.0125748。 2015年电子收集。

使用各向异性、3D节段图谱和计算分析来识别皮层不同部位震荡损伤常见的皮层下灰质病变

附属公司

使用各向异性、3D节段图谱和计算分析来识别皮层不同部位震荡损伤常见的皮层下灰质病变

普拉文·库尔卡尼等。 公共科学图书馆一号. .

摘要

创伤性脑损伤(TBI)可发生在皮质壁炉架的任何地方。虽然皮质挫伤在其位置上可能是随机的和不同的,但临床结果往往是相似的,很难解释。因此,出现了一个问题,大脑皮层不同部位的脑震荡会影响类似的皮层下大脑区域吗?为了解决这个问题,我们使用流体冲击模型来冲击大鼠的右尾侧或吻侧皮质。五天后,获取扩散张量MRI数据,以获取各向异性指数(IA),用于一种新的分析方法,以检测灰质微结构的变化。来自20000多个体素的IA值被注册到一个覆盖150个大脑区域的3D分段注释大鼠图谱中。左半球和右半球之间的比较显示,少数皮质下部位的IA值发生改变。在受累的皮层下部位,尤其是杏仁核中央核、背侧丘脑和海马复合体,罗斯特拉和尾侧脑震荡具有惊人的相似性。随后对这些部位进行免疫组织化学分析,发现有明显的神经炎症。这项研究提出了三个重要的发现,促进了我们对TBI的理解和评估:1)引入了一种新的方法来识别离散灰质、皮层下脑核的高度局限性病变,无需尸检组织学检查,2)使用这种方法证明,头侧和尾侧皮层的单独损伤会产生相同的皮层下干扰,3)杏仁核中央核对情绪调节至关重要,容易发生脑震荡。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益:CF、PK和MN对Ekam Imaging有财务利益,Ekam的公司资助了这项研究。MN也是Ekam Imaging的员工。SP和MR对Biotrofix有经济利益,该公司资助了这项研究。MD、SF和MR是Biotrofix的员工。没有专利、正在开发的产品或已上市的产品需要申报。这并不会改变作者对所有PLOS ONE数据和材料共享政策的遵守。

数字

图1
图1。挫伤部位和体积。
左两列显示的是代表性大鼠的连续轴向截面,这些大鼠在喙侧或尾侧皮层受到液体冲击损伤。如箭头所示,这些切片覆盖了挫伤的尾侧/吻侧边界。右侧全脑3D黄色重建图中,每个挫伤部位的病灶位置和体积以红色显示。病变体积可以通过播种和阈值化2D病变,然后对整个病变进行分割和体积渲染来计算,从中可以采取措施进行统计分析。下表报告了头端和尾侧损伤的平均脑体积、平均损伤体积以及损伤体积占整个脑体积的百分比。
图2
图2。对皮层挫伤敏感的皮层下脑区的3D重建。
表1中,同侧脑震荡侧和对侧的FA值存在显著差异的脑区显示为头侧和尾侧液体冲击伤的彩色3D体积。顶部的图像是冠状显示,而底部的图像显示的是大脑的矢状视图。各个大脑区域在大脑右侧合并成一个体积(黄色)。红色椭圆形表示液体撞击伤的大致位置。表1中报告的显著不同的皮层区域未显示,因为它们会模糊潜在皮层下脑区的可视化。表1尾震荡的内侧杏仁核和后杏仁核未显示,因为它们隐藏在其他杏仁核之间。
图3
图3。杏仁核损伤。
上图显示了杏仁核同侧和对侧胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和髓鞘碱性蛋白(MBP)免疫染色的光密度(平均值±SE)的比较。每个分子标记的免疫染色显微照片显示在下面的面板中。在显微镜A和B中所示杏仁核中央核(CE)区域的取样盒中测量每个区域的光密度。显微镜C和D中显示相同区域的较高放大倍数。裸刻度=100μm。*<0.05; 缩写:外侧杏仁核;杏仁核;双侧杏仁核。
图4
图4。丘脑和海马受伤。
上面的条形图显示了丘脑和海马同侧和对侧胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和髓鞘碱性蛋白(MBP)免疫染色的光密度(平均值±SE)比较。每个分子标记的免疫染色显微照片显示在下面的面板中。在显微镜A和B中描绘的海马体外侧背侧丘脑(LD)和CA3区域的取样盒中测量每个区域的光密度。显微镜C、D、E和F中显示了相同区域的较高放大倍数。标度为100μm0.05; 缩写:DG-齿回;海马CA1区;MD背中丘脑。

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引用人

工具书类

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出版物类型

赠款和资金

这项工作得到了Ekam Imaging和Biotrofix的资助。资助者以工资的形式为作者MN、MD、SF和MR提供支持,但在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何额外作用。这些作者的具体角色在“作者贡献”一节中进行了阐述。