(从左起)宋鹏飞，Dan Llano博士，Matthew Lowerison和Nathiya Chandra Sekaran是贝克曼高级科学技术研究所研究团队的成员，他们接受联邦资助，开发超声成像方法，研究阿尔茨海默病背后的神经血管变化。图片由贝克曼先进科学技术研究所提供。
2022年7月11日—了解阿尔茨海默病和大脑血管系统之间的关系——它的血管和静脉的复杂网络——是科学家长期面临的挑战。
“问题是目前没有工具，特别是成像工具和小动物模型，来帮助研究这个问题，”他说Pengfei歌他是UIUC电气、计算机工程和生物工程专业的助理教授。
跨学科研究人员贝克曼研究所接受联邦政府资助发展超声成像研究阿尔茨海默病背后的神经血管变化的方法。这种低成本、广泛使用的技术最终可能有助于这种疾病的早期发现。
“这种合作工作只有在贝克曼研究所这样的地方才有可能，它将为我们理解血管系统如何影响阿尔茨海默病提供一个量子飞跃，”他说丹博士大草原他是分子和综合生理学的副教授。
这个合作项目是由宋和Llano共同领导的美国国立卫生研究院提供的为期两年、42.1万美元的R21资助旨在资助探索性和早期研究。
“我们的实验室多年来一直在寻找进行深层组织高分辨率成像的方法。我们非常幸运能够与宋教授合作，实现前所未有的深部组织非侵入性脑成像。”Llano说。
特别是，研究人员试图了解斑块沉积、微血管变化和认知障碍之间相互作用的方向性，这是该领域的一个主要挑战。
“微血管变化和阿尔茨海默病之间存在相互作用。但确切的机制，特别是微血管病理与阿尔茨海默病病理之间的关系方向，仍不清楚。这是一个激烈争论的领域，就像鸡和蛋的问题。”
超声显微镜通过测量造影剂微泡在血液中的流动情况，提供了动物微血管快速、准确的图像。微气泡是一种有用的成像技术，因为它们更容易用超声波成像和跟踪。
“这种超声波技术使我们能够以高到足以分辨微血管的分辨率成像整个大脑，”宋说。“我们的成像系统成本低，可移动，广泛使用。我们相信，如果我们的方法获得支持，它可能会迅速被阿尔茨海默病社区采用。这种穿透和分辨率的成像组合是前所未有的。”
组织学(微观解剖)和认知评估的结合将应用于小鼠模型，以验证该工具在研究大脑微血管系统变化方面的有效性。
“目前组织学被认为是黄金标准，”宋说。“我们可以将体内超声测量与体外组织学相关联。
第二种方法是使用认知测试他们采用了标准化的认知测试，比如水迷宫。在超声波中，如果我们看到了与认知功能障碍相关的脉管系统损伤，这也让我们能够测量脉管系统损伤是否与认知变化有关。我们想向阿尔茨海默氏症患者证明，超分辨率超声成像是一种可行的工具，并向他们展示，他们可以采用这种工具，并使用它来回答假设驱动的问题。”
解开微血管系统和认知障碍之间关系的努力，也许有一天会有助于阿尔茨海默病的早期检测。
“这是一个经典的跨学科合作，研究人员建立成像工具和神经科学家有一个特定的生理问题，他们想要回答，”宋说。“这次合作让我们的研究小组掌握了这项技术真正应用的脉搏，这样我们就可以瞄准现有的差距并解决它。阿尔茨海默病的所有这些谜团都需要工具来解决，而这个新工具将为这种疾病提供新的见解。”
该研究得到了贝克曼研究所博士后的支持Nathiya钱德拉塞卡让而且马修Lowerison．
“我们真的需要感谢贝克曼的巨大支持，”宋说。“Nathiya在神经科学和动物模型方面有很强的背景。马特从我的实验室带来了动物成像专家。他们一直在做收集这些项目数据的艰苦工作。”
2022年8月11日,
