新的高分辨率豬腦圖拓展了人類神經科學的發現
伊利諾伊大學的研究人員發表了最新的、高分辨率的幼年動物的豬腦圖譜。該圖譜是生物醫學研究的一個重要組成部分,特別是與嬰兒大腦發育和營養有關的研究。當科學家需要了解新的嬰兒配方奶粉成分對大腦發育的影響時,他們很少有可能以人類為對象進行初步的安全研究。畢竟,很少有父母願意交出他們的新生兒來測試未經證實的成分。
家豬的大腦和腸道發育與人類嬰兒驚人地相似,比傳統的實驗動物、大鼠和小鼠要相似得多。而且,像嬰兒一樣,小豬的體型不算大,可以使用臨床上可用的設備進行掃描,包括無創磁共振成像,或MRI。這意味著研究人員可以在豬身上測試營養干預措施,通過核磁共振成像觀察它們對發育中的大腦的影響,並對這些相同的營養物質將如何影響人類嬰兒做出有根據的預測。
近十年來,科學家們一直依賴伊利諾伊大學使用4周大的豬開發的基於核磁共振的豬腦地圖或圖譜,以了解營養物質和其他干預措施在何處以及如何影響發育中的大腦。現在,伊利諾伊州的科學家們已經更新了該圖集,將其分辨率提高了4倍,他們還為12周大的青春期豬增加了一個新的圖集。
這些新圖集可在pigmri.illinois.edu免費下載。
為了建立更新的地圖集,研究人員在貝克曼生物醫學成像中心使用最先進的西門子Prisma 3 T磁共振掃描儀對4周和12周大的豬進行了麻醉和掃描。每個年齡段的多頭豬的掃描結果被平均到每個年齡段的單一圖譜中,以考慮到個體之間的差異。隨後,研究人員確定並以數字方式分離了26個感興趣的區域,如小腦、延髓、左右皮層和其他區域,並提供了豬體內每個區域的體積標準。不僅提供了全腦的絕對和相對體積,還提供了灰質、白質、腦脊液等組織,以及所有不同的興趣區域。這些規範性數據可以作為其他可能對某項干預措施如何影響豬腦生長或發育感興趣的人的參考。
之前的豬腦圖譜已被研究人員用於推動世界各地的神經科學,迄今已有約450次下載。該圖集所帶來的集體發現遠遠超出了小兒營養學的範圍,包括對微生物群-腸道-大腦軸的更深入了解,這似乎與常見的臨床情況有關。新的地圖集將為研究人員提供一個更精確的大腦視圖,使他們能夠獲得更先進的發現。而且隨著老齡豬圖譜的增加,他們將能夠把他們的發現擴展到更遠。
這項研究還詳細說明了他們用於創建地圖集的過程,給研究人員提供了為其他動物創建額外地圖集的藍圖。