整合体内外成像技术揭示人脑上纵束系统的解剖学层级结构与连接模式

本研究通过创新性整合体内扩散磁共振成像(DWI)与离体Klingler显微解剖技术，在统一放射学空间内系统绘制了上纵束系统(SLS)的45个亚组分。研究团队采用基于脑回-脑沟标志的数据驱动配对方法，首次发现SLS存在明确的背腹侧层级分布规律：短程浅表纤维连接近端区域，长程深部纤维连接远端区域(r=0.689, p<0.001)。该成果为构建基于束特异性纤维追踪(BST)的群体白质图谱奠定了解剖学基础，推动了从离散纤维束到系统化连接组研究的范式转变。

　　

在脑科学领域，理解白质(WM)通路的精确解剖结构是揭示认知功能神经基础的关键。上纵束系统(SLS)作为连接额叶与同侧大脑皮层的主要背侧联络纤维，其复杂架构长期存在命名混乱和解剖学争议。传统研究将SLS简化为弓状束(AF)和上纵束(SLF)两个主要纤维束，但不同研究对它们的走行、终止范围甚至命名都存在显著分歧——例如连接前中央回(PrCG)与颞中回(MTG)的纤维，在不同文献中竟有5种不同命名。这种混乱严重阻碍了基础研究与临床应用的进步。

为突破这一困境，Laura Vavassori等研究团队在《Communications Biology》发表了一项开创性研究。研究人员创新性地将39名健康受试者的体内扩散加权成像(DWI)数据与10个离体脑标本的显微解剖结果在统一放射学空间配准，通过BraDiPho框架实现了解剖学验证的数字化革命。研究采用基于约翰霍普金斯大学(JHU)皮层图谱脑回配对的"数据驱动"策略，避免了传统基于先验知识的分割偏差。

关键技术包括：1)使用约束球面反卷积(CSD)和粒子滤波纤维追踪(PFT)处理BIL&GIN数据库的DWI数据；2)通过QuickBundlesX聚类和Tractome精细化筛选流线；3)应用BraDiPho平台将3D摄影测量重建的离体解剖层与纤维追踪模板在CloudCompare软件中进行空间比对；4)对HCP测试-重测数据集进行重复性验证。

研究结果部分，通过"皮层-皮层配对法"成功重建45个SLS亚组分(sub-SLS)：

• 解剖学验证的22个连接：包括额下回(IFG)与角回(AG)、颞下回(ITG)的连接，以及额中回(MFG)、前中央回(PrCG)与顶下小叶(IPL)、颞上回(STG)等的连接。离体解剖显示这些纤维呈现明显的背腹侧分层，

• 解剖学合理但未验证的17个连接：如MFG/PrCG与楔前叶(PrCu)的连接，因离体解剖技术限制未能直接观察，但其走行符合解剖学原则。

• 解剖学不合理的6个连接：如SFG-SMG模板中出现不符合自然纤维走行的急转折返。

拓扑分析揭示了SLS的两大组织原则：1)背腹侧对应规律——背侧区域保持背侧走行，腹侧区域保持腹侧走行；2)深度-长度相关性——短程连接走行浅表(如IFG-AG)，长程连接走行深部(如IFG-ITG)。这种层级结构在离体解剖与纤维追踪中高度一致，

讨论部分强调，该研究实现了三大突破：1)首次系统描绘SLS全脑连接图谱，解决了百年来的解剖学争议；2)建立"系统优于单束"的研究范式，证明WM连接具有分布式层级特征；3)开发的BraDiPho框架为未来研究提供了解剖学验证金标准。这些发现不仅为语言、注意等高级认知功能的神经基础研究提供新视角，更为神经外科手术规划和白质病变诊断提供了精确的解剖学参考。