Chinesische Forscher veröffentlichen Open-Source-Datenbank für synchrones Gehirn-Rückenmark-MRI
中国科学院心理研究所孔亚卓研究员团队近期成功开发并发布了全球首个开放的脑–脊髓同步功能磁共振成像数据库CoSpine,标志着中枢神经系统整体动态研究迈入新阶段。传统神经影像技术受限于硬件性能与信噪比,难以在同一扫描中同步获取大脑与脊髓的高分辨率信号,导致脑-脊髓交互机制研究长期受限。为此,团队创新性地优化了同步脑–脊髓功能磁共振成像方案,实现了从大脑皮层、脑干、小脑到颈段脊髓的单视野全覆盖,空间分辨率高达1.5毫米,时间采样效率显著提升。该方案融合多频带并行采集与先进并行重建算法,有效克服了传统方法在采集速度与图像质量间的权衡难题。 在数据处理层面,研究构建了完整的预处理与统计分析流程,整合国际主流工具并针对脊髓解剖结构的特殊性进行多项算法改进。通过实时记录呼吸与心率信号,结合生理噪声建模方法,显著降低了运动与生理波动带来的干扰。针对脑干与脊髓区域易受磁场不均影响的问题,团队引入局部匀场优化与反向相位B₀校正策略,有效减少图像形变与信号丢失,大幅提高信噪比与空间准确性。验证实验采用经典热痛刺激与主动运动任务,成功捕捉到皮层-脑干-脊髓通路的协同激活模式,证明了该方法在不同功能状态下的稳定性和可靠性。 CoSpine数据库目前包含两个采集站点、61名健康受试者的原始影像数据、任务设计信息及多模态生理记录,涵盖两种任务范式,为脑-脊髓功能连接研究提供了高质量、可复现的数据资源。数据库已通过OpenNeuro平台公开,并在GitHub(LINIP-share/CoSpine)同步发布完整分析代码与使用说明,支持全球科研人员自由下载、复现与拓展研究。该成果不仅为疼痛、运动控制、情绪调节等高级神经功能的机制探索提供关键方法学支撑,也为未来神经疾病(如脊髓损伤、多发性硬化)的精准影像评估奠定基础。 业内专家评价,CoSpine的发布填补了脑-脊髓同步成像领域的空白,其开放共享模式将极大推动神经科学的协作研究。该数据库的系统化设计与高质量数据,有望成为国际神经影像学的“金标准”资源。孔亚卓团队长期致力于脑-脊髓交互机制与神经影像技术开发,其工作获得国家自然科学基金与科技部重点支持,彰显了中国在高端医学影像技术领域的国际竞争力。
