虎皮鹦鹉（Melopsittacus undatus）的fMRI数据分析平台

《Avian Research》：An fMRI data analysis platform for the Budgerigar ( Melopsittacus undulatus)

　　

复杂认知是动物生存和繁殖的基础，理解其神经机制一直是神经科学的核心目标。展现出高级认知能力的鸟类，因其独立于哺乳动物的进化历史以及显著不同的脑结构，为这类研究提供了独特模型。由于复杂的认知功能依赖于全脑分布式网络间的动态交互，功能磁共振成像（fMRI）已成为研究这些过程的有前景的方法。然而，对于尚未建立fMRI方法的物种，由于固有的神经解剖学差异，获得可靠的fMRI数据通常需要开发物种特异性和标准化的分析框架。在此，研究人员以虎皮鹦鹉（Melopsittacus undulatus）为代表物种，开发了第一个开源鹦鹉fMRI数据分析平台。具体而言，基于从13个个体获取的MRI数据，研究人员构建了高分辨率三维脑图谱和标准化的T²加权结构模板。在这些资源的基础上，研究人员开发了一个集成的fMRI分析平台，该平台可自动化处理从原始数据到空间标准化数据集的关键步骤，并为统计结果生成基于脑图谱的解剖学报告。为验证该平台的适用性，研究人员采用了成熟的视觉刺激范式，并证明其能够通过标准化的分析框架检测并解剖定位鸟类视觉通路中预期的任务相关激活。总之，这些资源建立了一个集成分析平台，并为鹦鹉严格且可重复的全脑功能成像提供了技术基础。通过促进标准化数据处理和解剖学解释，该平台为鸟类神经科学提供了重要的方法学资源，并支持未来关于复杂认知的神经基础与进化的比较研究。

复杂认知能力对动物生存与繁殖至关重要，其神经机制研究是神经科学的核心目标。鸟类拥有与灵长类媲美的复杂认知能力，且其脑结构基于独立进化历史而与哺乳动物显著不同，为探究认知进化提供了独特模型。然而，传统电生理等技术局限于局部神经活动观测，难以捕捉全脑尺度动态网络。功能磁共振成像（fMRI）能无创、高分辨率地检测全脑活动，但在未建立fMRI方法的物种中，因神经解剖差异必须开发物种特异性标准化分析框架。目前哺乳动物已拥有多种脑图谱与模板资源，而鹦鹉这类高认知鸟类仍缺乏相应平台，制约了其全脑功能成像研究。为此，研究人员以虎皮鹦鹉（Melopsittacus undulatus）为模型，构建了首个开源鹦鹉fMRI数据分析平台，该研究发表于《Avian Research》。

该平台整合了三大核心资源：高分辨率三维脑图谱、群体T²加权结构模板和标准化分析流程。研究人员首先利用离体标本高分辨率T²加权图像手工分割构建三维脑图谱；继而基于13只清醒个体的结构像迭代构建群体模板；最后在MATLAB/SPM12环境中扩展出自动化分析管道spmAnimalIHEP–Parrot，并利用5只独立个体进行视觉刺激实验验证其有效性