研究人员用新的成像细节水平检查衰老的大脑

德克萨斯大学达拉斯生命长寿中心的两名研究人员从美国国立卫生研究院获得了一项为期五年的资助，通过使用7特斯拉磁共振扫描仪，扩大他们对大脑结构、功能和认知的研究。行为与脑科学学院的心理学教授克里斯汀·肯尼迪博士和凯伦·罗德里格博士从美国国立卫生研究院国家老龄化研究所获得了370万美元的奖金，用于延长他们在达拉斯地区的纵向寿命衰老研究，包括第四和第五波数据收集，这将使他们能够跟踪研究参与者14年。利用这台重达24吨的核磁共振成像仪，研究人员将能够对小于一毫米的组织进行成像，从而探索大脑组织的化学代谢物。

　　

德克萨斯大学达拉斯生命长寿中心（CVL）的两名研究人员获得了美国国立卫生研究院（NIH）为期五年的资助，通过使用强大的高分辨率成像技术，扩展他们对大脑结构、功能和认知的研究。

行为与脑科学学院的心理学教授克里斯汀·肯尼迪博士和凯伦·罗德里格博士从美国国立卫生研究院国家老龄化研究所获得了370万美元的奖金，用于延长他们在达拉斯地区的纵向c，包括第四和第五波数据收集，这将使他们能够跟踪研究参与者14年。该项目已经在大约八年的时间里进行了三个周期的数据收集，参与者的年龄从20岁到98岁不等。

肯尼迪和罗德里格将使用现有最强大的成像设备之一—— 7-Tesla magnetic resonance scanner（7-特斯拉磁共振扫描仪），这是美国大约35台成像设备之一，位于先进成像研究中心（AIRC），该中心与德克萨斯大学西南医学中心、德克萨斯大学达拉斯分校和其他北德克萨斯机构联合使用。利用这台重达24吨的核磁共振成像仪，研究人员将能够对小于一毫米的组织进行成像，从而探索大脑组织的化学代谢物。

“了解正常和病理性衰老背后的机制是一个至关重要的公共卫生目标，”肯尼迪说，他是CVL衰老和认知神经成像实验室的主任。“虽然认知神经科学在确定年轻人和老年人大脑之间的主要差异方面取得了很大的进步，但真正的衰老测量需要像我们这样的纵向研究，显示个体的大脑和认知指标是如何随着时间的推移而变化的，同时也要对中年个体进行抽样。”

到项目结束时，研究人员将获得涉及180名研究参与者的五波数据。

“接下来的两组数据将增加关于代谢因素的新信息，这些因素可能决定一个人的大脑衰老轨迹是否健康，从而导致阿尔茨海默病等疾病，”CVL认知神经科学老化实验室主任Rodrigue说。

自从这项研究开始以来，技术的进步使科学家们能够在更细致的层面上研究衰老，因为他们正在寻找生物标志物，以促进对大脑衰老个体差异的理解。

“决定我们如何衰老的生物相互作用超出了传统神经成像的范围，”肯尼迪说。“这些神经认知轨迹和结果必须在微观、中观和宏观尺度上进行研究：从细胞和分子到我们现在可以在7特斯拉看到的组织水平，再到我们用传统MRI分辨率观察到的更大水平。”

该项目的新阶段有三个目标。第一种方法是在更大规模的大脑变化中寻找微观层面的化学因素。

肯尼迪说：“我们认为，维持先前血氧信号水平的参与者，其神经代谢物特征将与那些没有保持先前血氧信号水平的参与者有所不同。”“无论是以高抗氧化水平、低炎症或其他我们现在可以测量的因素的形式出现，这就是我们要了解的。”

第二个目标包括测量皮质层厚度和髓磷脂含量，以确定与健康或功能失调的衰老相对应的模式。最后的目标是开始在三个尺度水平上解开衰老之间的关系。

7-T成像将为CVL项目提供三种新的成像精度：髓磷脂可以测量，以衡量大脑区域之间白质连接的健康状况；可以更精确地测量皮层厚度，从而对大脑皮层如何老化有新的认识；神经化学分子和细胞的大脑特征可以被识别出来，这可能与某些衰老模式密切相关。

肯尼迪说：“我们将测量大脑区域几种神经代谢物的浓度，包括抗氧化剂，如谷胱甘肽，神经递质-氨基丁酸（GABA）和谷氨酸，神经炎症标志物，额外的氨基酸等等。”“这个跨越领域和空间尺度的知识鸿沟的机会非常令人兴奋。”

Rodrigue强调，衰老研究的重大进展只能通过长期的纵向研究来实现，而这种研究必须跨越多个资助奖项。

罗德里格说：“有了美国国立卫生研究院的持续支持，我们现在可以测试关于健康生物标志物和大脑衰老特定模式的假设，这些假设结合起来预测老年人成功的认知衰老，以及那些从健康衰老到病理性衰老的基础模式。”

罗德里格和肯尼迪还强调了UT西南大学的同事将为该项目做出的重要贡献。

“这项研究之所以成为可能，是因为我们与西南大学杰出科学家的合作，即[AIRC主任]Anke Henning博士，一位世界知名的光谱和超高场成像专家；[AIRC助理教授]刘佳恩博士，他在亚毫米结构MRI方面的专业知识至关重要；以及（精神病学副教授）Elena Ivleva博士，她在精神和神经疾病生物标志物方面的临床知识，”Kennedy说。“这是一个令人兴奋的团队。”

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