Artykuł metodologiczny

Standaryzowane pozyskiwanie danych do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego wrażliwego na neuromelaninę istoty czarnej

4.6K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/62493

⸱

8 września 2021

 ,  ,  , 
1New York State Psychiatric Institute, 2Department of Psychiatry, Columbia University

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Ten protokół pokazuje, jak pozyskać dane z rezonansu magnetycznego wrażliwego na neuromelaninę istoty czarnej.

Streszczenie

Układ dopaminergiczny odgrywa kluczową rolę w zdrowych zaburzeniach poznawczych (np. uczenie się nagrody i niepewność) oraz zaburzeniach neuropsychiatrycznych (np. choroba Parkinsona i schizofrenia). Neuromelanina jest produktem ubocznym syntezy dopaminy, która gromadzi się w neuronach dopaminergicznych istoty czarnej. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego wrażliwego na neuromelaninę (NM-MRI) jest nieinwazyjną metodą pomiaru neuromelaniny w tych neuronach dopaminergicznych, zapewniającą bezpośrednią miarę utraty komórek dopaminergicznych w istocie czarnej i zastępczą miarę funkcji dopaminy. Chociaż wykazano, że NM-MRI jest przydatny do badania różnych zaburzeń neuropsychiatrycznych, jest on kwestionowany przez ograniczone pole widzenia w kierunku niższy-nadrzędny, co skutkuje potencjalną utratą danych z powodu przypadkowego wykluczenia części istoty czarnej. Ponadto w tej dziedzinie brakuje ustandaryzowanego protokołu pozyskiwania danych NM-MRI, co jest kluczowym krokiem w ułatwianiu badań na dużą skalę w wielu ośrodkach i translacji do kliniki. Protokół ten opisuje krok po kroku procedurę umieszczania objętości NM-MRI i kontrole jakości online w celu zapewnienia uzyskania dobrej jakości danych obejmujących całą istotę czarną.

Wprowadzenie

Neuromelanina (NM) to ciemny pigment występujący w neuronach dopaminergicznych istoty czarnej (SN) i neuronach noradrenergicznych miejsca sinawego (LC)1,2. NM jest syntetyzowany przez zależne od żelaza utlenianie cytozolowej dopaminy i noradrenaliny i jest przechowywany w autofagicznych wakuolach w soma3. Po raz pierwszy pojawia się u ludzi w wieku około 2-3 lat i kumuluje się wraz z wiekiem1,4,5.

W wakuolach zawierających NM neuronów SN i LC, NM tworzy kompleksy z żelazem. Te kompleksy NM-żelazo są paramagnetyczne, co pozwala na nieinwazyjną wizualizację NM za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI)6,7. Skany MRI, które mogą wizualizować NM, są znane jako MRI NT-SENSITIVE (NM-MRI) i wykorzystują bezpośrednie lub pośrednie efekty transferu magnesu, aby zapewnić kontrast między obszarami o wysokim stężeniu NM (np. SN) a otaczającą istotą białą8,9.

Kontrast transferu namagnesowania jest wynikiem interakcji między makromolekularnymi protonami wodnymi (które są nasycone przez impulsy transferu magnesu) a otaczającymi je wolnymi protonami wody. W NM-MRI UWAŻA SIĘ, że paramagnetyczna natura kompleksów NM-żelazo skraca T1 otaczających protonów wolnej wody, co skutkuje zmniejszonymi efektami magnetyzacji-przenoszenia, tak że obszary o wyższym stężeniu NM wydają się hiperintensywne na skanach NM-MRI10. I odwrotnie, istota biała otaczająca SN ma wysoką zawartość makromolekularną, co powoduje duże efekty magnetyzacji-przenoszenia, tak że obszary te wydają się hipointensywne na skanach NM-MRI, zapewniając w ten sposób wysoki kontrast między SN a otaczającą istotą białą.

W SN, NM-MRI może dostarczyć markera utraty komórek dopaminergicznych11 i funkcja układu dopaminowego12. Te dwa procesy są istotne dla kilku zaburzeń neuropsychiatrycznych i są wspierane przez obszerny dorobek kliniczny i przedkliniczny. Na przykład nieprawidłowości w funkcji dopaminy były szeroko obserwowane w schizofrenii; Badania in vivo z wykorzystaniem pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) wykazały zwiększone uwalnianie dopaminy w prążkowiu13,14,15,16 i zwiększoną zdolność syntezy dopaminy17,18,19,20,21,22. Co więcej, badania pośmiertne wykazały, że pacjenci ze schizofrenią mają podwyższony poziom hydroksylazy tyrozynowej - enzymu ograniczającego szybkość biorącego udział w syntezie dopaminy - w zwojach podstawy 23 i SN24,25.

Kilka badań badało wzorce utraty komórek dopaminergicznych, szczególnie w chorobie Parkinsona. Badania pośmiertne wykazały, że pigmentowane neurony dopaminergiczne SN są głównym miejscem neurodegeneracji w chorobie Parkinsona26,27, i że chociaż utrata komórek SN w chorobie Parkinsona nie jest skorelowana z utratą komórek w normalnym starzeniu się28, jest skorelowana z czasem trwania choroby29. W przeciwieństwie do większości metod badania układu dopaminergicznego, nieinwazyjność, opłacalność i brak promieniowania jonizującego sprawiają, że NM-MRI jest wszechstronnym biomarkerem30.

Protokół NM-MRI opisany w tym artykule został opracowany w celu zwiększenia odtwarzalności NM-MRI zarówno wewnątrzobiektowej, jak i międzyobiektowej. Protokół ten zapewnia pełne pokrycie SN pomimo ograniczonego pokrycia skanów NM-MRI w kierunku inferior-superior. Protokół wykorzystuje strzałkowe, czołowe i osiowe trójwymiarowe (3D) obrazy T1-zależne (T1w) i należy postępować zgodnie z krokami, aby uzyskać prawidłowe rozmieszczenie stosu plasterków. Protokół opisany w tym artykule został wykorzystany w wielu badaniach31,32 i został gruntownie przetestowany. Wengler i wsp. przeprowadzili badanie wiarygodności tego protokołu, w którym obrazy NM-MRI uzyskano dwukrotnie u każdego uczestnika w ciągu wielu dni32. Współczynniki korelacji wewnątrzklasowej wykazały doskonałą wiarygodność tej metody w testach i retestach w analizach opartych na obszarze zainteresowania (ROI) i wokselach, a także wysoki kontrast obrazów.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

UWAGA: Badania przeprowadzone w celu opracowania tego protokołu zostały wykonane zgodnie z wytycznymi Instytucjonalnej Rady Recenzyjnej Nowojorskiego Instytutu Psychiatrycznego (IRB #7655). W celu nagrania filmu do protokołu przeprowadzono skanowanie jednego badanego, od którego uzyskano pisemną świadomą zgodę. Szczegóły dotyczące skanera MRI użytego w tym protokole znajdują się w Tabeli Materiałów.

1. Parametry akwizycji MRI

  1. Przygotuj urządzenie do pozyskania obrazów T1w o wysokiej rozdzielczości, korzystając z 3D sekwencji szybkiego obrazowania gradientowego z przygotowaniem namagnesowania (MPRAGE) z następującymi parametrami: rozdzielczość przestrzenna = 0.8 x 0.8 x 0.8 mm3; pole widzenia (FOV) = 176 x 240 x 240 mm3; czas echa (TE) = 3.43 ms; czas repetycji (TR) = 2462 ms; czas inwersji (TI) = 1060 ms; kąt nachylenia = 8°; współczynnik obrazowania równoległego w płaszczyźnie (ARC) = 2; współczynnik obrazowania równoległego poza płaszczyzną (ARC) = 233; szerokość pasma = 208 Hz/pixel; całkowity czas akwizycji = 6 min 39 s.
  2. Przygotuj urządzenie do pozyskania obrazów NM-MRI, korzystając z dwuwymiarowej (2D) sekwencji gradientowego echa z kontrastem transferu namagnesowania (2D GRE-MTC) z następującymi parametrami: rozdzielczość = 0.43 x 0.43 mm2; FOV = 220 x 220 mm2; grubość warstwy = 1.5 mm; 20 warstw; przerwa między warstwami = 0 mm; TE = 4.8 ms; TR = 500 ms; kąt nachylenia = 40°; szerokość pasma = 122 Hz/pixel; przesunięcie częstotliwości MT = 1.2 kHz; czas trwania impulsu MT = 8 ms; kąt nachylenia MT = 670°; liczba uśrednień = 5; całkowity czas akwizycji = 10 min 4 s.
    UWAGA: Chociaż prezentowane wyniki uzyskano przy użyciu tych parametrów akwizycji MRI, protokół ten jest odpowiedni dla różnych protokołów obrazowania T1w oraz NM-MRI. Protokół NM-MRI powinien obejmować ok. 25 mm w kierunku dolno-górnym, aby zapewnić pełny zakres obrazowania SN.

2. Umiejscowienie wolumenu NM-MRI

  1. Należy pozyskać obraz T1w o wysokiej rozdzielczości (izotropowy rozmiar woksela ≤1 mm). Bezpośrednio po akwizycji obrazów należy przeprowadzić reformatowanie online, aby utworzyć obrazy T1w o wysokiej rozdzielczości wyrównane do linii przedniej i tylnej komissury (AC-PC) oraz linii środkowej.
    1. Reformatowanie online należy przeprowadzić za pomocą oprogramowania dostarczonego przez producenta (np. w przypadku pozyskiwania danych na skanerze GE: MultiPlanar Reconstruction (MPR) w sekcji Planning; w przypadku skanera Siemens: MPR w 3D Task Card; w przypadku skanera Philips: MPR w Render Mode pakietu VolumeView Package).
      1. Należy utworzyć rekonstrukcje wielopłaszczyznowe obrazu 3D T1w w płaszczyźnie osiowej prostopadłej do linii AC-PC, aby objąć cały mózg przy minimalnym odstępie między warstwami.
      2. Należy utworzyć rekonstrukcje wielopłaszczyznowe obrazu 3D T1w w płaszczyźnie czołowej prostopadłej do linii AC-PC, aby objąć cały mózg przy minimalnym odstępie między warstwami.
      3. Należy utworzyć rekonstrukcje wielopłaszczyznowe obrazu 3D T1w w płaszczyźnie strzałkowej równoległej do linii AC-PC, aby objąć cały mózg przy minimalnym odstępie między warstwami.
  2. Należy wczytać widoki strzałkowy, czołowy i osiowy sformatowanego obrazu T1w o wysokiej rozdzielczości i upewnić się, że widoczne są linie referencyjne wskazujące lokalizację każdego wyświetlanego przekroju.
  3. Należy zidentyfikować obraz strzałkowy, który wykazuje największy odstęp między śródmózowiem a wzgórzami (Rysunek 1A). W tym celu należy wizualnie przeglądać przekroje strzałkowe sformatowanego obrazu T1w, aż do zidentyfikowania warstwy z największym odstępem.
  4. Korzystając z obrazu strzałkowego z etapu 2.3, należy wizualnie zidentyfikować płaszczyznę czołową, która wyznacza najbardziej przednią część śródmózowia (Rysunek 1B).
  5. Korzystając z obrazu czołowego z etapu 2.4, należy wizualnie zidentyfikować płaszczyznę osiową, która wyznacza dolną część trzeciej komory (Rysunek 1C).
  6. Na obrazie strzałkowym z etapu 2.3 należy wyrównać górną granicę wolumenu NM-MRI do płaszczyzny osiowej zidentyfikowanej w kroku 2.5 (Rysunek 1D).
  7. Należy przesunąć górną granicę wolumenu NM-MRI o 3 mm w kierunku górnym (Rysunek 1E).
  8. Należy wyrównać wolumen NM-MRI do linii środkowej na obrazach osiowych i czołowych (Rysunek 1F).
  9. Należy przeprowadzić akwizycję obrazów NM-MRI.

Schemat MRI mózgu pokazujący ustawienie wzgórza, śródmózgowia, trzeciej komory i ciałka mamilarnego.
Rycina 1: Obrazy przedstawiające krok po kroku procedurę rozmieszczenia wolumenu NM-MRI. Żółte linie wskazują położenie przekrojów wykorzystywanych do rozmieszczenia wolumenu zgodnie z opisem w protokole. (A) W pierwszym kroku identyfikuje się obraz strzałkowy z największym odstępem między śródmózgowiem a wzgórzem (krok 2.3 protokołu). (B) W drugim kroku, korzystając z obrazu z punktu A, identyfikuje się płaszczyznę wieńcową wyznaczającą najbardziej przednią część śródmózgowia (krok 2.4). (C) W trzecim kroku, na obrazie wieńcowym z płaszczyzny zidentyfikowanej w B, identyfikuje się płaszczyznę osiową wyznaczającą dolną część trzeciej komory (krok 2.5). (D) W czwartym kroku płaszczyzna osiowa zidentyfikowana w C jest wyświetlana na obrazie strzałkowym z punktu A (krok 2.6). (E) W piątym kroku płaszczyzna osiowa z punktu D zostaje przesunięta o 3 mm w kierunku górnym; płaszczyzna ta wyznacza górną granicę wolumenu NM-MRI (krok 2.7). (F) Ostateczne rozmieszczenie wolumenu NM-MRI, w którym obraz wieńcowy odpowiada obrazowi C, obraz strzałkowy odpowiada obrazowi A, a obraz osiowy odpowiada płaszczyźnie osiowej z punktu E. Wolumen NM-MRI jest wyrównany do linii środkowej mózgu na obrazach wieńcowych i osiowych oraz do linii AC-PC na obrazie strzałkowym (krok 2.8). Część tej ryciny została przedrukowana za zgodą wydawnictwa Elsevier z 30. Skróty: NM-MRI = obrazowanie rezonansem magnetycznym wrażliwe na neuromelaninę; AC-PC = przednia i tylna komissura. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

3. Kontrole jakości

  1. Upewnij się, że pozyskane obrazy NM-MRI obejmują całą istotę czarną (SN) i że SN jest widoczna na obrazach centralnych, ale nie na najbardziej górnych ani najniższych obrazach wolumenu NM-MRI. W przeciwnym razie (Rysunek 2) powtórz kroki 2.3-2.9, aby zapewnić prawidłowe rozmieszczenie wolumenu NM-MRI. Jeśli uczestnik znacząco zmienił pozycję od momentu wykonania skanu T1w o wysokiej rozdzielczości, powtórz kroki 2.1-2.9.

Schemat przekrojów mózgu MRI, widok osiowy, obrazowanie medyczne, analiza neurologiczna, struktura anatomiczna.
Rycina 2: Przykład akwizycji NM-MRI, która nie przeszła pierwszej kontroli jakości (krok 3.1 protokołu). Przedstawiono każdy z 20 przekrojów NM-MRI, od najniższego (obraz w lewym górnym rogu) do najwyższego (obraz w prawym dolnym rogu); okno/poziom obrazu ustawiono tak, aby podkreślić kontrast między substantia nigra a crus cerebri. Pomarańczowe strzałki w przekrojach 15-19 wskazują położenie substantia nigra w tych przekrojach. Czerwona strzałka w najwyższym przekroju (przekrój 20) pokazuje, że substantia nigra jest wciąż widoczna w tym przekroju, a zatem akwizycja nie spełnia wymogów kontroli jakości. Skrót: NM-MRI = obrazowanie rezonansem magnetycznym wrażliwe na neuromelaninę. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

  1. Sprawdzić obecność artefaktów, w szczególności tych przechodzących przez istotę czarną (SN) i otaczającą ją białą substancję, poprzez wizualną inspekcję każdego przekroju pozyskanego obrazu NM-MRI.
    1. Szukać gwałtownych zmian intensywności sygnału o charakterze liniowym, które nie respektują normalnych granic anatomicznych. Może to mieć na przykład postać obszaru o niskiej intensywności, flankowanego przez dwa obszary o wysokiej intensywności.
    2. Jeśli artefakt jest wynikiem obecności naczyń krwionośnych (Rysunek 3A), zachować obrazy NM-MRI, ponieważ takie artefakty najprawdopodobniej będą występować zawsze.
    3. Jeśli artefakty są wynikiem ruchu głowy uczestnika (Rysunek 3B), przypomnieć uczestnikowi o zachowaniu maksymalnego bezruchu i ponownie pozyskać obrazy NM-MRI zgodnie z krokiem 3.2.5.
    4. Jeśli artefakty są niejednoznaczne (Rysunek 3C), ponownie pozyskać obrazy NM-MRI zgodnie z krokiem 3.2.5. Po ponownym pozyskaniu, jeśli artefakty nadal występują, kontynuować pracę z tymi obrazami, gdyż prawdopodobnie mają one podłoże biologiczne, a nie wynikają z problemów z akwizycją.
    5. Jeśli obrazy NM-MRI przejdą kontrolę jakości w kroku 3.1, skopiować poprzednie ustawienie wolumenu NM-MRI. Jeśli obrazy NM-MRI nie przejdą kontroli jakości w kroku 3.1, powtórzyć kroki 2.3-2.9, aby zapewnić prawidłowe ustawienie wolumenu NM-MRI (lub kroki 2.1-2.9, jeśli uczestnik znacząco się poruszył).

Skan mózgu MRI z zaznaczonymi obszarami; diagram pokazuje porównania w szczegółowych powiększeniach.
Rysunek 3: Przykłady akwizycji NM-MRI, które nie przeszły drugiej kontroli jakości (krok 3.2 protokołu). Dla każdego przypadku przedstawiono tylko jeden reprezentatywny przekrój. (A) Akwizycja NM-MRI, która nie przeszła kontroli jakości z powodu artefaktu naczyniowego (czerwone strzałki), będącego wynikiem naczynia krwionośnego zidentyfikowanego przez niebieskie strzałki. (B) Akwizycja NM-MRI, która nie przeszła kontroli jakości z powodu artefaktów ruchowych (czerwone strzałki). (C) Akwizycja NM-MRI, która nie przeszła kontroli jakości z powodu niejednoznacznego artefaktu (czerwone strzałki). Skrót: NM-MRI = obrazowanie rezonansem magnetycznym wrażliwe na neuromelaninę. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Rysunek 4 przedstawia reprezentatywne wyniki uzyskane od 28-letniej uczestniczki bez zaburzeń psychiatrycznych lub neurologicznych. Protokół NM-MRI zapewnia pełne objęcie SN, co osiągnięto poprzez wykonanie kroku 2 procedury opisanej na Rysunku 1, oraz satysfakcjonujące obrazy NM-MRI dzięki zastosowaniu kroku 3 protokołu. Widoczny jest doskonały kontrast pomiędzy SN a sąsiednimi obszarami istoty białej o pomijalnym stężeniu NM (np. crus cerebri). Obrazy te zosta...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Układ dopaminergiczny odgrywa kluczową rolę w zdrowych zaburzeniach poznawczych i neuropsychiatrycznych. Opracowanie nieinwazyjnych metod, które można wykorzystać do wielokrotnego badania układu dopaminergicznego in vivo , ma kluczowe znaczenie dla opracowania klinicznie istotnych biomarkerów. Opisany tutaj protokół zawiera instrukcje krok po kroku dotyczące uzyskiwania dobrej jakości obrazów NM-MRI SN, w tym umieszczania objętości NM-MRI i kontroli jakości w celu zapewnienia użytecznych danych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Doktorzy Horga i Wengler poinformowali, że posiadają patenty na analizę i zastosowanie obrazowania neuromelaniny w zaburzeniach ośrodkowego układu nerwowego (WO2021034770A1, WO2020077098A1), licencjonowane przez Terran Biosciences, ale nie otrzymały żadnych tantiem.

Podziękowania

Dr Horga otrzymał wsparcie od NIMH (R01-MH114965, R01-MH117323). Dr Wengler otrzymał wsparcie od NIMH (F32-MH125540).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Rezonans magnetyczny 3T GeneralElectricGE SIGNA Premier z 48-kanałową cewką głowicy

Bibliografia

  1. Zecca, L., et al. New melanic pigments in the human brain that accumulate in aging and block environmental toxic metals. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (45), 17567-17572 (2008).
  2. Zucca, F. A., et al. The neuromelanin of human substantia nigra: physiological and pathogenic aspects. Pigment Cell Research. 17 (6), 610-617 (2004).
  3. Sulzer, D., et al. Neuromelanin biosynthesis is driven by excess cytosolic catecholamines not accumulated by synaptic vesicles. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (22), 11869-11874 (2000).
  4. Cowen, D. The melanoneurons of the human cerebellum (nucleus pigmentosus cerebellaris) and homologues in the monkey. Journal of Neuropathology & Experimental Neurology. 45 (3), 205-221 (1986).
  5. Zecca, L., et al. The absolute concentration of nigral neuromelanin, assayed by a new sensitive method, increases throughout the life and is dramatically decreased in Parkinson's disease. FEBS Letters. 510 (3), 216-220 (2002).
  6. Sulzer, D., et al. Neuromelanin detection by magnetic resonance imaging (MRI) and its promise as a biomarker for Parkinson's disease. NPJ Parkinson's Disease. 4 (1), 11(2018).
  7. Zucca, F. A., et al. Neuromelanin organelles are specialized autolysosomes that accumulate undegraded proteins and lipids in aging human brain and are likely involved in Parkinson's disease. NPJ Parkinson's Disease. 4 (1), 17(2018).
  8. Chen, X., et al. Simultaneous imaging of locus coeruleus and substantia nigra with a quantitative neuromelanin MRI approach. Magnetic Resonance Imaging. 32 (10), 1301-1306 (2014).
  9. Sasaki, M., et al. Neuromelanin magnetic resonance imaging of locus ceruleus and substantia nigra in Parkinson's disease. Neuroreport. 17 (11), 1215-1218 (2006).
  10. Trujillo, P., et al. Contrast mechanisms associated with neuromelanin-MRI. Magnetic Resonance in Medicine. 78 (5), 1790-1800 (2017).
  11. Kitao, S., et al. Correlation between pathology and neuromelanin MR imaging in Parkinson's disease and dementia with Lewy bodies. Neuroradiology. 55 (8), 947-953 (2013).
  12. Cassidy, C. M., et al. Neuromelanin-sensitive MRI as a noninvasive proxy measure of dopamine function in the human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (11), 5108-5117 (2019).
  13. Abi-Dargham, A., et al. Increased striatal dopamine transmission in schizophrenia: confirmation in a second cohort. American Journal of Psychiatry. 155 (6), 761-767 (1998).
  14. Laruelle, M., et al. Single photon emission computerized tomography imaging of amphetamine-induced dopamine release in drug-free schizophrenic subjects. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (17), 9235-9240 (1996).
  15. Breier, A., et al. Schizophrenia is associated with elevated amphetamine-induced synaptic dopamine concentrations: evidence from a novel positron emission tomography method. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94 (6), 2569-2574 (1997).
  16. Abi-Dargham, A., et al. Increased baseline occupancy of D-2 receptors by dopamine in schizophrenia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (14), 8104-8109 (2000).
  17. Hietala, J., et al. Presynaptic dopamine function in striatum of neuroleptic-naive schizophrenic patients. Lancet. 346 (8983), 1130-1131 (1995).
  18. Lindström, L. H., et al. Increased dopamine synthesis rate in medial prefrontal cortex and striatum in schizophrenia indicated by L-(β-11C) DOPA and PET. Biological Psychiatry. 46 (5), 681-688 (1999).
  19. Meyer-Lindenberg, A., et al. Reduced prefrontal activity predicts exaggerated striatal dopaminergic function in schizophrenia. Nature Neuroscience. 5 (3), 267-271 (2002).
  20. McGowan, S., Lawrence, A. D., Sales, T., Quested, D., Grasby, P. Presynaptic dopaminergic dysfunction in schizophrenia: a positron emission tomographic [18F] fluorodopa study. Archives of General Psychiatry. 61 (2), 134-142 (2004).
  21. Bose, S. K., et al. Classification of schizophrenic patients and healthy controls using [18F] fluorodopa PET imaging. Schizophrenia Research. 106 (2-3), 148-155 (2008).
  22. Kegeles, L. S., et al. Increased synaptic dopamine function in associative regions of the striatum in schizophrenia. Archives of General Psychiatry. 67 (3), 231-239 (2010).
  23. Toru, M., et al. Neurotransmitters, receptors and neuropeptides in post-mortem brains of chronic schizophrenic patients. Acta Psychiatrica Scandinavica. 78 (2), 121-137 (1988).
  24. Perez-Costas, E., Melendez-Ferro, M., Rice, M. W., Conley, R. R., Roberts, R. C. Dopamine pathology in schizophrenia: analysis of total and phosphorylated tyrosine hydroxylase in the substantia nigra. Frontiers in Psychiatry. 3, 31(2012).
  25. Howes, O. D., et al. Midbrain dopamine function in schizophrenia and depression: a post-mortem and positron emission tomographic imaging study. Brain. 136 (11), 3242-3251 (2013).
  26. Bernheimer, H., Birkmayer, W., Hornykiewicz, O., Jellinger, K., Seitelberger, F. Brain dopamine and the syndromes of Parkinson and Huntington Clinical, morphological and neurochemical correlations. Journal of the Neurological Sciences. 20 (4), 415-455 (1973).
  27. Hirsch, E., Graybiel, A. M., Agid, Y. A. Melanized dopaminergic neurons are differentially susceptible to degeneration in Parkinson's disease. Nature. 334 (6180), 345(1988).
  28. Fearnley, J. M., Lees, A. J. Ageing and Parkinson's disease: substantia nigra regional selectivity. Brain. 114 (5), 2283-2301 (1991).
  29. Damier, P., Hirsch, E., Agid, Y., Graybiel, A. The substantia nigra of the human brain: II. Patterns of loss of dopamine-containing neurons in Parkinson's disease. Brain. 122 (8), 1437-1448 (1999).
  30. Horga, G., Wengler, K., Cassidy, C. M. Neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging as a proxy marker for catecholamine function in psychiatry. JAMA Psychiatry. 78 (7), 788-789 (2021).
  31. Wengler, K., et al. Cross-scanner harmonization of neuromelanin-sensitive MRI for multisite studies. Journal of Magnetic Resonance Imaging. , (2021).
  32. Wengler, K., He, X., Abi-Dargham, A., Horga, G. Reproducibility assessment of neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging protocols for region-of-interest and voxelwise analyses. NeuroImage. 208, 116457(2020).
  33. Griswold, M. A., et al. Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions (GRAPPA). Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1202-1210 (2002).
  34. vander Pluijm, M., et al. Reliability and reproducibility of neuromelanin-sensitive imaging of the substantia nigra: a comparison of three different sequences. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 53 (5), 712-721 (2020).
  35. Cassidy, C. M., et al. Evidence for dopamine abnormalities in the substantia nigra in cocaine addiction revealed by neuromelanin-sensitive MRI. American Journal of Psychiatry. 177 (11), 1038-1047 (2020).
  36. Wengler, K., et al. Association between neuromelanin-sensitive MRI signal and psychomotor slowing in late-life depression. Neuropsychopharmacology. 46, 1233-1239 (2020).
  37. Biondetti, E., et al. Spatiotemporal changes in substantia nigra neuromelanin content in Parkinson's disease. Brain. 143 (9), 2757-2770 (2020).
  38. Shibata, E., et al. Use of neuromelanin-sensitive MRI to distinguish schizophrenic and depressive patients and healthy individuals based on signal alterations in the substantia nigra and locus ceruleus. Biological Psychiatry. 64 (5), 401-406 (2008).
  39. Fabbri, M., et al. Substantia nigra neuromelanin as an imaging biomarker of disease progression in Parkinson's disease. Journal of Parkinson's Disease. 7 (3), 491-501 (2017).
  40. Matsuura, K., et al. Neuromelanin magnetic resonance imaging in Parkinson's disease and multiple system atrophy. European Neurology. 70 (1-2), 70-77 (2013).
  41. Watanabe, Y., et al. Neuromelanin magnetic resonance imaging reveals increased dopaminergic neuron activity in the substantia nigra of patients with schizophrenia. PLoS One. 9 (8), 104619(2014).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Obrazowanie neuromelaniny w MRIneurony dopaminergiczneznormalizowany protok MRIkontrola jako ciobrazowanie T1 zale nerozmieszczenie obj to ci m zguchoroba Parkinsonazaburzenia neuropsychiatryczneutrata kom rek dopaminergicznych

Powiązane artykuły