中央沟附近神经纤维束的扩散张量成像结构特征及其全脑连接模式研究

本研究通过扩散张量成像（DTI）技术，系统揭示了中央沟附近复杂神经纤维束的形态学特征及全脑连接模式。研究人员对111名健康受试者进行磁共振扫描，首次发现并命名了胼胝体侧束，明确了包括胼胝体、皮质脊髓束等12类纤维束的发育规律（0-106岁）。该成果为理解运动感觉整合机制及脑疾病诊断提供了重要影像学依据。

　　

【研究背景】

大脑作为人体最复杂的器官，其神经纤维网络的精确解剖一直是神经科学领域的核心挑战。中央沟作为分隔运动皮层（前中央回）与感觉皮层（后中央回）的关键脑区，其周围纤维束的复杂连接模式直接影响着人类运动控制、感觉整合等高级功能。尽管传统解剖学已描绘了主要传导通路，但活体状态下这些纤维束的三维空间关系、发育规律及其与全脑功能的关联仍存在大量未知。更棘手的是，临床常见脑卒中、脑肿瘤等疾病常导致中央沟区域形态改变，但现有影像技术难以精确定位受损的特定纤维束，严重影响治疗效果评估。

针对这些难题，河北省故城县人民医院放射科Hong-Xin Jiang团队联合多学科专家，采用3.0T磁共振扩散张量成像（DTI，Diffusion Tensor Imaging）技术，首次系统绘制了中央沟附近神经纤维束的"全息地图"。这项发表于《IBRO Neuroscience Reports》的研究，不仅揭示了该区域11类纤维束的空间构象，还追踪了从早产儿到106岁老人的终生发育轨迹，为理解人脑连接组提供了突破性数据。

【关键技术】

研究采用PHILIPS 3.0T MRI扫描仪，对111名健康受试者（0-106岁）进行DTI扫描，参数包括：TR=4800ms，32方向扩散敏感梯度（b=1000 s/mm²）。通过Extended MR WorkSpace工作站重建纤维束，结合三维各向异性分数（FA）和表观扩散系数（ADC）定量分析，实现了亚毫米级精度的纤维束追踪。

【主要发现】

1. 纤维束空间构象

   • 胼胝体侧束新发现：首次命名从胼胝体外缘下行至脊髓的纤维束（图11蓝色部分），该结构在传统解剖学中未被描述

   • 交叉通路特征：发现交叉皮质小脑束（图16粉色）存在显著偏侧优势，87%受试者以单侧主导

   • 视觉-运动整合：证实视觉传导二级神经元纤维延伸至后中央回（图9），揭示感觉运动整合的解剖基础

2. 年龄相关发育规律

   • 生长曲线：胼胝体纤维密度在45岁达峰（图18），随后以每年0.8%速率递减，60岁后连接度降低37%

   • 关键通路发育：皮质齿状核束（图13绿色）在出生后4天至青春期呈现"爆发式"生长，直径增加12倍

3. 临床相关发现

   • 前额桥脑束（图17蓝色）的退行性变与认知障碍显著相关（p<0.01）

   • 中央沟区域纤维束损伤可导致双侧运动协调障碍，与FA值降低0.15-0.22直接相关

【学术价值】

该研究通过创新性应用DTI技术，实现了三大突破：

1. 解剖学层面：构建首个中央沟纤维束三维图谱，修正了传统脑干-皮层连接模型

2. 方法学层面：建立基于FA值的纤维束发育量化标准，为脑疾病早期诊断提供新指标

3. 临床层面：发现胼胝体侧束等新结构，为解释不明原因运动障碍提供新视角

研究团队特别指出，DTI与血氧水平依赖（BOLD）功能磁共振的联合应用，未来可实现"功能区-传导通路"精准对接，这对神经外科手术规划具有革命性意义。正如讨论部分强调的，这项成果不仅填补了脑连接组学领域的关键空白，更为阿尔茨海默病、多发性硬化等疾病的早期影像诊断开辟了新途径。