傳統(tǒng)上，神經(jīng)科學(xué)認為大腦由兩種基本組織類型組成。數(shù)十億個神經(jīng)元組成了灰質(zhì)，在大腦表面形成了一層薄薄的層。這些神經(jīng)元細胞通過數(shù)億個白質(zhì)連接在一個令人難以置信的網(wǎng)絡(luò)中相互連接，在大腦深處成束運行。直到最近，人們對白質(zhì)和灰質(zhì)之間的界面(即所謂的淺層白質(zhì))知之甚少，因為缺乏在活人大腦中研究它的方法。然而，之前的調(diào)查表明該地區(qū)與阿爾茨海默病和自閉癥等毀滅性疾病有關(guān)。
“我們證明淺層白質(zhì)含有大量鐵。眾所周知，鐵對于髓鞘形成過程是必需的，”發(fā)表在《科學(xué)進展》上的這項研究的第一作者 Evgeniya Kirilina 解釋道。髓磷脂使白質(zhì)呈白色。神經(jīng)細胞軸突的脂肪涂層可以加速大腦中的信息傳輸。髓鞘形成過程可以在整個生命周期中發(fā)生，但在發(fā)育期間占主導(dǎo)地位。事實上，研究人員發(fā)現(xiàn)，鐵的最大濃度存在于額葉皮層區(qū)域的淺表白質(zhì)中，而該區(qū)域恰好是人腦中發(fā)育最慢的結(jié)構(gòu)。令人難以置信的是，人類的額葉皮層直到生命的第四個十年才完全形成髓鞘。
新方法的關(guān)鍵是 MRI(磁共振成像)，但場強非常高。雖然典型的臨床 MRI 掃描儀在 1.5 或 3 特斯拉的磁場強度下工作，但就磁場強度而言，馬克斯·普朗克人類認知和腦科學(xué)研究所擁有一臺強大的 7 特斯拉掃描儀。這與先進的生物物理模型相結(jié)合，使團隊能夠創(chuàng)建整個活體大腦的白灰質(zhì)邊界的高分辨率地圖。他們的亞毫米圖的準確性是根據(jù)經(jīng)典和先進的組織學(xué)方法(包括物理解剖和死后大腦分析)進行評估的。
新方法有望對白質(zhì)和灰質(zhì)之間的界面組織有更多的了解。Evgeniya Kirilina 補充道：“我們希望該方法可用于增進我們對大腦發(fā)育以及涉及淺層白質(zhì)的病理狀況的了解。”
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