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多模态脑成像技术的值得关注的问题及发展方向

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       近年来,多模态脑成像技术的发展使得研究者们可以无损地研究活体人脑的结构和功能特征。特别是采用磁共振成像技术(结构磁共振成像、弥散磁共振成像和功能磁共振成像),结合多种脑成像计算方法,可以获取脑局部、脑连接及大尺度脑网络结构和功能信息。这些方法被越来越多地应用于研究人脑结构和功能在发育和老化中的变化,特别是应用于探索各种重大神经精神疾病的脑结构和功能异常;为理解重大神经精神疾病的病理生理机制提供了新视角,同时,脑结构和功能的异常模式也可能能够作为敏感特征用于脑疾病诊疗的影像标记物研究。
  多模态脑成像技术和计算方法目前已得到了国内外研究人员的高度重视,未来这一领域仍存在几个值得关注的问题和发展方向:
  一、现阶段的功能磁共振成像获取的脑活动信号时间分辨率较低,发展先进的成像技术可以采集更高分辨率的多模态脑影像(例如,Multiband并行采集技术),为未来的研究提供更接近真实脑活动的功能信号以及更丰富的脑局部解剖信息;
  二、开发基于高分辨率的多模态脑成像的新计算方法,从新的角度帮助我们理解大脑的组织特征和工作机制,例如近期的动态功能连接和脑网络分析方法可以在较短的时间尺度上观察大脑功能活动和功能网络的波动特点;
  三、影像学计算方法的验证仍需要进一步的研究,包括对各类影像学指标重测可测性的研究,各种因素对计算结果的影响,如头动等,以及对影像学指标生理基础的探索,这是影像学计算方法在临床转化应用的关键因素;
  四、多模态影像之间的融合技术是研究脑结构和功能关系的重要手段,了解脑结构如何约束功能,脑功能如何作用于结构,以及各种计算模型的提出和脑功能的模拟,将能够帮助我们深入理解脑的工作和病理机制。
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