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锰离子增强磁共振成像技术及其在研究大鼠脑功能活动和神经投射中的应用

2020-11-23阅读(312)

锰离子增强磁共振成像技术及其在研究大鼠脑功能活动和神经投射中的应用

论文摘要

钙离子(Ca2+)是重要的神经传导介质,在神经元的功能活动中起着极为重要的作用。生物学上,锰离子(Mn2+)是Ca2+的类似物,可通过电压门控Ca2+通道进入神经元,并可通过微管系统在神经细胞内传输。同时,Mn2+具有顺磁性,可用作磁共振成像造影剂。基于Mn2+的这两个特性,Lin和Koretsky在1997年提出了锰离子增强磁共振成像（MEMRI）技术,他们利用Mn2+作为Ca2+的示踪剂,显示功能或病理状态下Ca2+在神经细胞内外以及神经突触间的传递过程,并以此来记录和反映神经元的功能活动。经过几年的发展,该项技术已被广泛用来研究大脑功能活动,追踪神经传导路径和显示脑组织精细结构等方面。本论文首先研究了在进行MEMRI时所涉及的一些基础问题,包括锰化合物的选择、脑内注射锰化合物对神经元的影响以及不同引入锰离子方式对磁共振成像结果的影响等。综合考虑其易得性、水溶性、氧化还原性以及对水质子弛豫时间影响大小等多种因素,我们决定采用MnCl2作为锰离子增强磁共振成像的对比剂。鉴于Mn2+具有生物毒性,我们观察了脑内注射不同浓度MnCl2溶液对注射点附近神经元数目的影响。发现注射100 nL浓度为200mM的MnCl2溶液不会导致注射点附近神经元数量的显著减少,而相同体积的浓度为400mM的溶液会导致神经元数目明显减少。在生物体内引入外源性Mn2+的不同方式（如自由口腔摄入、腹腔注射和侧脑室注射等）会对MEMRI的结果产生影响。自由口腔摄入是一种较为安全的方式,但通过此种方式进入脑组织的Mn2+量比较少,不易产生高对比度的T1加权磁共振像。腹腔注射条件下,Mn2+可较快进入脑室,但是由于血脑屏障的存在使之不能快速进入脑组织,即使在使用α-氯代丙三醇部分破坏血脑屏障后也不能快速进入,说明了Mn2+通过血脑屏障的能力有限。侧脑室注射可使Mn2+更快进入脑实质,并在海马锥体细胞区及腹侧苍白球处产生明显沉积。这些研究结果说明,锰化合物的种类,Mn2+的浓度以

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 第一节 磁共振成像简介
  • 第二节 锰离子增强磁共振成像概述
  • 第三节 锰离子增强磁共振成像常用序列
  • 第四节 锰离子增强磁共振成像方法现状及发展趋势
  • 第五节 锰离子增强磁共振成像方法的局限性
  • 第六节 本论文的研究目的和主要内容
  • 参考文献
  • 第二章 锰离子增强磁共振成像技术基础研究
  • 第一节 锰离子增强磁共振成像中所使用的锰化合物的选择
  • 第二节 氯化锰溶液对大鼠活体神经元的影响
  • 第三节 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 经不同途径进入动物体的锰在脑内的选择性沉积
  • 第一节 前言
  • 第二节 经口腔摄入的锰在大鼠脑内的沉积
  • 第三节 破坏血脑屏障后腹腔注射的锰在鼠脑内的沉积
  • 第四节 经侧脑室注射的锰在大鼠脑内的沉积
  • 第五节 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 用MEMRI 研究重复吗啡给药和戒断期间大鼠眶额叶的活动
  • 第一节 药物依赖
  • 第二节 眶额叶与药物依赖
  • 第三节 实验材料与方法
  • 第四节 结果
  • 第五节 讨论
  • 第六节 结论
  • 参考文献
  • 第五章 MEMRI 研究大鼠腹侧被盖区到前脑的神经投射
  • 第一节 引言
  • 第二节 实验材料与方法
  • 第三节 结果
  • 第四节 讨论
  • 第五节 结论
  • 参考文献
  • 第六章 总结
  • 附录 博士在读期间发表和完成的文章
  • 致谢

    • 相关论文文献

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