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浙江大学7T磁共振成像平台是我国引进的首台采用主动磁屏蔽技术的人体扫描用超高场磁共振成像系统。自2016年夏季运行以来,7T磁共振成像平台已为国内外研究组、医院、校内多个学院提供了40余项的科研服务工作。近期,平台团队与浙江大学医工信跨领域团队合作,打造一个多尺度多模态的脑-脑机融合科研技术平台,研发先进的关键核心技术,将成为脑科学与脑疾病研究的新利器。迄今,平台在科研团队Anna Wang Roe,赖欣怡,张孝通,白瑞良等教授的共同努力下,已发表30多篇高质量SCI文章、获得8项国家发明专利。其中Anna Wang Roe教授团队通过整合了红外激光刺激和超高场功能磁共振扫描结合(INS-fMRI),开发了一种全新的脑连接组研究方法,入选了2019年度中国十大医学科技新闻。

为了提供科研团队更好的实验平台,平台利用寒假春节期间进行7T磁共振仪的梯度线圈升级更换,团队成员抓紧在节假日加班加点施工,实验员徐斌负责协调与辅助西门子公司,完成梯度线圈更换工作,实验员唐晓翠负责与平台用户沟通和协商机时调整的工作,在团队成员共同努力下,新的梯度线圈(重达一吨)经历了吊装、线圈定位、调试、安装链接测试等重要环节,终于在2021年的春季开学初顺利地完成了浙江大学7T磁共振梯度线圈的整体更换。为全脑尺度,高分辨率(亚毫米级)的神经活动的监测提供了更好的硬件保障,促进脑科学与脑疾病研究的合作与发展。

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平台团队成员于更新后的7T磁共振仪合影(左起:徐斌,赖欣怡,Anna Wang Roe,唐晓翠,张孝通,白瑞良)。

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新梯度线圈吊装、定位、调试及安装。

2021-04-29 READ MORE

2021年2月5日,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所/医学院附属第二医院赖欣怡教授团队,联合医学院附属第二医院张宝荣教授团队和医学院附属邵逸夫医院吕文主任医师团队,在Nature合作期刊npj Parkinson’s disease杂志上发表了最新研究成果“The role of brain perivascular space burden in early-stage Parkinson’s disease”,揭示早期帕金森氏病的血管周间隙负荷加重及白质微结构改变,为血管周间隙在帕金森氏病中的病理生理机制提供了新的证据,对帕金森氏病的病程评估及治疗剂量预测提供重要的参考依据


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脑内血管周间隙(PVS)是包绕在进出脑实质的小穿支动脉及静脉周围的间隙,属于脑类淋巴系统的一部分,参与清除脑内的堆积的代谢产物及毒素等。研究表明PVS负荷的加重与帕金森氏病(PD)等神经系统疾病存在相关性。研究假设认为PVS清除功能下降,可能导致并加重病理性α-syn蛋白的沉积,从而对多巴胺能神经产生损伤。因此,PVS的研究对加深PD致病机制的理解、寻找新的生物标志物至关重要。

但早期研究多关注显著扩大的PVS结构,而直径小于3mm的PVS被认为是正常结构。鉴于受到既往磁共振成像(MRI)技术分辨率及信噪比(SNR)的限制,直径较小的PVS未能显示,其临床意义及病理生理机制尚不明确。赖欣怡课题组重点关注这些既往被认为“正常”的PVS结构,通过超高场强7T MRI技术提高PVS的检测率,探究PVS负荷与PD临床症状的相关性,阐述PVS负荷与邻近白质纤维束微结构改变的关系,以探究PVS结构改变对周围组织的影响。

首先,课题组采用双磁化准备快速采集梯度回波(MP2RAGE)序列对豆纹动脉及其伴行的PVS进行可视化(图1c),并采集T2加权磁共振成像(T2WI)数据,图1a证实在同样的分辨率水平下,7T MRI可提供更高的SNR,提高PVS的检测率。随后,在T2WI图像上分别对左右侧半球基底节区及中脑的PVS负荷的计数及体积进行定量(图1b),获得PVS负荷评估指标。研究发现早期PD患者基底节和中脑内,小的血管周围间隙(< 3 mm)负荷已出现明显的增高(图2),且与运动症状、药物剂量等相关(图3)。进一步表明,PVS可能是PD潜在的影像标志物,并与临床表征高度关联。

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图1. (a)7T和3T MRI 血管周间隙检测率比较;(b)T2加权磁共振图像分别对基底节和中脑的血管周间隙进行定量;(c)MP2RAGE图像对豆纹动脉及其伴行血管周间隙的可视化。


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图2. 血管周间隙负荷在帕金森氏病患者和健康被试的分布情况。(a)PVS计数;(b)PVS体积。缩写:BGR,右侧基底节;BGL,左侧基底节;MidR,右侧中脑;MidL,左侧中脑。*表示p < 0.05。


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图3. 血管周间隙负荷与帕金森氏病患者临床量表的相关性分析。缩写:MDS-UPDRS,运动障碍协会统一的PD评定量表;LEDD,每日左旋多巴等效剂量;pcc,偏相关系数。*表示pcc < 0.05,**表示pcc < 0.01。

 

此外,从弥散加权成像数据中提取白质纤维微结构的评价指标,包括基底节区、中脑内部和邻近的核团及白质纤维束的各向异性分数(FA),平均弥散率(MD)参数,以及经过相关核团的白质纤维束数目。研究发现基底节区PVS负荷参数与苍白球、内囊前肢、内囊后肢、外囊的MD值正相关;中脑的PVS负荷参数与黑质的FA值负相关,MD值正相关(图4)。同时,计算PD患者左右侧半球中脑PVS参数的差值与通过左右侧半球黑质的白质纤维束数目的差值,两者之间呈显著负相关(图5b)。可见,随着PVS负荷的加重,周围白质纤维越稀疏,且周围组织的DTI参数发生相应改变。


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图4. 血管周间隙负荷与邻近组织DTI参数的相关性分析。缩写:SN,黑质;EC,外囊;CP,大脑脚;GP,苍白球;ALIC,内囊前肢;RPIC,内囊膝部;BGR,右侧基底节;BGL,左侧基底节;MidR,右侧中脑;MidL,左侧中脑。*表示p < 0.05。


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图5. 血管周间隙负荷参数(右-左)与经过相应核团的白质纤维束数目(右-左)。缩写:BG,基底节;SN,黑质。*表示p < 0.05。

 

综上所述,课题组的研究提示既往认为“正常”的PVS负荷加重,仍在PD的发展中起到一定作用,且早期的PD患者已经存在明显的增高,可能成为评估PD运动症状严重程度和预测药物剂量的候选影像标志物。同时,研究进一步证明PVS系统结构改变的效应之一,可能是通过影响其周围白质微结构产生的。因此,本研究为PVSPD中的病理生理机制提供了新的证据,对早期PD的严重程度评估及治疗剂量预测具有重要的参考意义。

 

浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所博士后沈婷为该论文的第一作者,浙江大学医学院附属邵逸夫医院神经内科岳玉梅医生为第二作者,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所赖欣怡教授和浙江大学医学院附属第二医院张宝荣教授为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目、浙江省科技计划项目、中央高校基本科研业务费专项资金资助、之江实验室等的资助。


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图:赖欣怡教授研究团队成员合影(从左到右:谭晓君,徐玉,渠博艺,沈婷,赖欣怡,岳玉梅,余晓,何婷婷,王海铭)


论文链接:https://www.nature.com/articles/s41531-021-00155-0

2021-04-27 READ MORE

暖雨晴风初破冻,我们将怀着不舍的心情送别2021届春季毕业生。在过去几年的研究生学习生涯中,ZIINT陪伴了他们的成长,他们也见证了ZIINT的发展,他们是ZIINT成就的贡献者和见证者。这其中,涌现出一批成绩优异,科研能力强的优秀毕业生。 

2021年度浙江省优秀毕业生-李哲

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李哲同学于20189月由华北电力大学保送至浙江大学系统神经与认知科学研究所生物医学工程专业攻读专业硕士学位,遂加入宋雪梅副研究员研究团队,是与白瑞良研究员联合培养的学生。研究方向为急性抑郁障碍的视觉外周抑制功能及分子标记物,取得了一些有意义的研究成果:(1)证实了发作期抑郁障碍同样存在视觉外周抑制能力减弱的现象,但是与恢复期的表现不同;(2)发现了发作期抑郁障碍和健康被试在神经递质GABA和glutamate浓度的差异,且体现了兴奋-抑制解耦;(3)解释了视觉外周抑制指数SI与神经递质浓度作为临床抑郁障碍辅助诊断指标的潜力。该工作已被Nature子刊“Molecular Psychiatry (分子精神病学)”接收,李哲同学为共一作。

李哲同学在校期间曾担任求高二班班长和党支部青年委员,工作能力得到老师和同学们的一致认可。在学年评优中曾获得“优秀研究生”和“优秀研究生干部”的荣誉称号。

寄语:生活中经常要面对很多选择,也会听到很多不同的建议,但最重要的是自己内心的声音。希望学弟学妹们都能找到心中所爱,做一个正直善良的人。

2021年度校级优秀毕业生-孙超良

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孙超良,2018年9月至浙江大学系统神经与认知科学研究所生物医学工程专业攻读硕士学位,加入白瑞良研究员课题组,研究方向为7T磁共振成像方法及临床转化研究。硕士期间,参与了课题组在7T磁共振成像技术开发以及在脑疾病、脑科学的应用研究,重点研究患者的影像学特征,探讨疾病的发病机制(主要负责多模态的磁共振图像数据采集以及后处理,约含60+例人体数据);在导师和师姐带领下,通过设计序列,使得能够对颅内微循环定量成像,相关工作已在ZJU TOP期刊NeuroImage上发表。学位论文的方向是脑可塑性的影像学研究,通过对31名被试在多个时间点采集到的高分辨磁共振影像进行分析,结合行为学指标,探究成年人大脑的可塑性机制,为临床治疗提供潜在的帮助,相关SCI论文准备投稿中。孙超良同学在硕士期间曾获浙江大学优秀研究生、浙江大学2021届优秀毕业生等荣誉称号。

寄语:即将离开校园走向社会,有些话想对学弟学妹们说。“随着我对脑科学和类脑科学逐渐了解,我越来越觉得这个领域意义深远,前途广阔。经过这么多年的技术积累,现在对脑科学的研究已经比较成熟,正是出成果的黄金时期。期待看到学弟学妹们出色的研究成果,为学校的双脑计划贡献自己的聪明才智!”

 

在ZIINT两年半的学习时光,李哲、孙超良不仅在科研上各有建树,还从懵懂少年成长为全面发展的优秀人才。春意款款,岁月缓缓,这个春天,李哲、孙超良正式结束自己的学生时代,他们将怀揣梦想,踏上人生新的征程。相信两位同学未来会有更广阔的的平台,无论在哪,都能继续发散自己光和热,演绎更精彩的人生!

 


2021-03-26 READ MORE

浙江大学系统神经与认知科学研究所定于今年7月上旬举办“2021年暑期优秀大学生夏令营。本次活动旨在通过一系列精彩活动使同学们进一步了解浙大,了解本学科,激发青年学生从事神经科学、生物医学等方面的研究兴趣,为广大优秀大学生搭建学术交流平台,选拔品学兼优、热爱科研的学生继续深造。现面向全国高校招收营员,欢迎优秀大学生踊跃报名!

研究所简介

浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所(ZIINT)于2013年在浙江大学华家池校区创立,以交叉学科(工程、信息、医学等)、高度国际化、临床转化为主要特色。ZIINT目前拥有全国第一台主动屏蔽式7T超高场磁共振系统——“MAGNATOM 7T超高场磁共振仪”、世界先进的非人灵长类动物实验平台、多光子成像等平台,特色研究方向包括多尺度脑影像技术、脑机接口、神经干预、以及视觉、触觉、听觉、决策等脑高级认知功能的基础研究。ZIINT的成立主要为解决认知与行为神经科学领域的重大问题,探索脑高级功能的神经网络机制;为相关医学、神经科学、工程学以及其他领域交叉学科的沟通搭建了桥梁;同时致力于跨学科研究,通过与在浙知名医院紧密合作,真正的推动神经科学从实验室到临床应用的转化。

申请资格

1.具有浓厚的科学研究兴趣,较强的科研能力,有志于生物医学工程、神经生物学等专业的研究,并有继续深造意向。

2.2022届本科毕业生,学业成绩优秀,满足所在学校免试推荐研究生标准,或有志参加全国研究生招生考试报考我所的三年级本科生。

3.要求良好的英文听说读写能力。

4.专业要求:有生物医学工程、神经生物学、医学、生物学、药学、数学、物理、化学、计算机科学、光学工程、生物技术、材料科学、信息电子工程、电子、电气、控制、心理学类等相关专业背景的同学欢迎报名。

报名

报名时间:即日起至6202359

报名方式:

报名网址:2021年浙大系统神经所夏令营报名 

材料审核及录取

1.审核和录取工作由系统神经与认知科学研究所成立资格审查小组评审,择优录取。录取营员名单将在夏令营网站上公布:http://www.ziint.zju.edu.cn/index.php/Education/Cindex.html?sid=37,并将通过邮件通知,请及时查看。

2.录取营员需确认参加并承诺全程参与夏令营所有活动。

夏令营形式及日程

1. 夏令营具体形式及日程安排另行通知。

注意事项

参加暑期夏令营的学生必须遵守浙江大学的相关规定,按照统一安排参加活动。

联系方式:

浙江大学华家池校区科学楼203办公室

联系人:赵老师

电话:0571-86971735

邮箱:tongxi@zju.edu.cn

2021-05-27 READ MORE
2021-01-25 READ MORE
2020-07-07 READ MORE
2019-05-28 READ MORE
2018-10-11 READ MORE
2018-10-11 READ MORE

2021 7 27日,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所赖欣怡教授团队联合医学院附属邵逸夫医院吕文主任医师团队,在Aging杂志上发表了最新研究成果“Normal-sized Basal Ganglia Perivascular Space related to Motor Phenotype in Parkinson Freezers”,揭示了血管周间隙负荷改变与帕金森病冻结步态的发展、首发运动症状类型有关,为血管周间隙在帕金森病中冻结步态的发生机制提供了新的证据,对帕金森病疾病分型及进展预测的影像标记物筛选提供了重要的参考依据。


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脑内血管周间隙 (PVS)是包绕在进出脑实质的小穿支动脉及静脉周围的间隙,属于脑内淋巴系统的一部分,参与清除脑内堆积的代谢产物及毒素等。研究发现基底节区的血管周间隙改变与帕金森病的运动症状及认知功能改变有关。然而在帕金森病冻结步态患者中,血管周间隙与首发运动症状的相关性尚不清楚。

 

此外,受限于临床磁共振的影像分辨率,早期研究主要关注显著扩大的PVS结构,正常结构的PVS (nPVS) 因尺寸过小未能显示,其临床意义及病理生理机制尚不明确。赖欣怡课题组及吕文课题组重点关注这些既往被认为正常PVS结构,通过超高场强7T MRI技术提高PVS的检测率,探究基底节区、丘脑、中脑、半卵圆中心nPVS负荷与PD冻结步态首发症状及其他临床症状的相关性。

 

    课题组采集T2加权磁共振成像 (T2WI)数据,图1 证实在同样的分辨率水平下,7T MRI可提供更高的SNR,提高nPVS的检测率。随后,在T2WI图像上分别对左右侧半球基底节区、丘脑、中脑、半卵圆中心的nPVS负荷的计数进行定量 (2),获得nPVS负荷评估指标。研究发现在以非震颤为首发运动症状的PD冻结步态患者中,nPVS在基底节区的数量显著高于其他组 (以震颤为首发运动症状的PD冻结组,PD非冻结组,健康对照组),且与震颤评分、药物剂量等相关 (3),在其他三个区域中nPVS负荷无显著差异。本研究表明,基底节区nPVS负荷可能是提示PD步态障碍症状进展为冻结步态的影像标志物。

 

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1. 7T3T MRI血管周间隙检测率比较;在同一被试中在7T3T MRI扫描仪中接受T2加权磁共振成像(T2WI)。半卵圆中心PVS(红色);基底节区PVS (黄色)及丘脑PVS(蓝色);中脑PVS(绿色)。


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2.血管周间隙负荷在帕金森病患者和健康被试中的分布情况。(A)基底节区(B)半卵圆中心(C)中脑(D)丘脑。none/mild = 0/1, moderate = 2,frequent/severe = 3/4


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3.基底节区血管周间隙负荷与帕金森病冻结步态患者临床量表的相关性分析。Tremor score:震颤评分;LEDD:每日左旋多巴等效剂量; r:相关系数)


综上所述,课题组的研究提示基底节区“正常”血管周间隙可能在帕金森病患者冻结步态的进展中起一定作用,且血管周间隙负荷大小与帕金森病患者是否以震颤为首发运动症状相关。同时,研究进一步证实高场强7T MRI能显着提高基底节区“正常”血管周间隙的检出率,基底节区nPVS可能是提示PD步态障碍症状进展为冻结步态的影像标志物。

 

浙江大学医学院附属邵逸夫医院神经内科吕文主任为该论文的第一作者,浙江大学医学院附属邵逸夫医院神经内科岳玉梅医生为共同第一作者,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所赖欣怡教授为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省科技项目、浙江省中医药管理局项目、浙江省教育项目、之江实验室等的资助。


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赖欣怡教授研究团队成员合影(从左到右:谭晓君,徐玉,渠博艺,沈婷,赖欣怡,岳玉梅,余晓,何婷婷,王海铭)


论文链接:https://www.aging-us.com/article/203343/text

2021-07-30 READ MORE

2021 68日,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所/医学院附属第二医院赖欣怡教授团队,联合医学院附属第二医院王爽教授团队,在Therapeutic Advances in Neurological Disorders杂志上发表了最新研究成果“7T MRI with post-processing for the presurgical evaluation of pharmacoresistant focal epilepsy”。该研究应用7T磁共振和后处理技术,提高了难治性癫痫中隐匿性致痫灶的检出率,为常规3T磁共振下未能发现病灶的无灶性癫痫患者带来了福音。 1.1.png


癫痫是常见的神经科疾病,俗称羊癫疯。约30%的癫痫患者药物治疗效果不佳,症状反复发作严重影响患者生活。药物难治性癫痫的治疗是神经内外科医生面临的共同挑战,手术切除病灶是难治性癫痫患者最理想的治疗方式,治愈率高达70-80%

手术切除治疗癫痫的关键在于准确定位致痫灶。在最近20年中,包括磁共振在内的多模态影像评估和长程视频脑电监测的应用已经显著提高了局灶性癫痫中致痫灶的检出率,但仍有相当一部分患者在经过详细术前评估后未能发现致痫灶。这类患者被称为无灶性癫痫,难以通过手术切除得到根治。

局灶性皮质发育不良(FCD)是无灶性癫痫最常见的病因。FCD是一小部分神经细胞发育异常而形成的病灶。FCD病灶隐匿于正常的大脑皮层中,极易在磁共振阅片中被遗漏。磁共振后处理技术(MAP)是为了提高FCD在磁共振中的检出率而开发的定量分析技术,通过患者与正常模板数据库的对比,凸显出异常的FCD皮层,使得FCD易于被识别。

本研究招募了35例经过术前多学科评估的难治性局灶性癫痫患者,其中11例在3T磁共振下存在可疑病灶,243T磁共振结果阴性。7T磁共振扫描采用双磁化准备快速采集梯度回波(MP2RAGE)序列,T2加权磁共振成像(T2WI)和液体衰减反转恢复序列(FLAIR)序列。同时,本研究招募了30例健康志愿者作为对照组,用于患者MR2RAGE序列的后处理定量分析。

在具有可疑病灶的患者中,9例患者的病灶在7T磁共振中得到证实,2例患者的病灶被排除(图1)。7T磁共振评估结果改善了这部分患者的手术方案,使一部分患者的病灶可以直接切除,避免了进一步颅内电极评估的费用。

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1. 上图患者的3T磁共振可疑病灶(AB)在PET中表现为正常糖代谢(C),在7T中病灶表现为皮质增厚,灰白质交界不清(D),后处理分析Z值明显增高,高度提示FCD。下图患者的可疑病灶(A)在3T磁共振后处理中呈阳性(B),伴低代谢(C);但7T磁共振发现此处灰白质交界清晰(D,E),提示3T磁共振中的可疑病灶为假阳性可能。

 

243T磁共振阴性的患者中,4例在7T磁共振中发现了病灶。7T磁共振结果使这些患者获得了手术治疗的机会,指导了病灶的准确切除。经手术后病理证实这4例患者的病灶均为FCD

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2. 一例经7T磁共振发现病灶的患者。患者的3T磁共振(A),后处理(B),T2CFLAIRD)及PETE)未能提示病灶。经7T磁共振(F)尤其是后处理分析(G)后,病灶被成功识别。该微小病灶在7T T2H)和FLAIRI)序列上难以识别。J为放大的3T7T MP2RAGE序列图像。

 

通过磁共振图像与手术标本对比,7T磁共振和后处理分析可以清晰显示微小FCD病灶的异常灰白质交界不清(图3)。

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3. 一例FCD患者,7T磁共振MR2RAGE序列显示额下沟灰白质模糊(A,B),后处理分析呈阳性(C)。术后标本证实该处脑沟灰白质交界不清(D),镜下可见异常神经元和气球样细胞(E),提示FCD IIb型。

 

针对本研究中11例经病理证实的FCD II型患者,我们回顾性分析了3T7T磁共振序列。我们发现灰白质交界不清和皮层增厚是这些病灶的主要特点。对比分析后发现这些异常征象在7T MR2RAGE序列和后处理分析中阳性率最高(图4)。

此外,我们对这些病例的T1序列和后处理分析的junction map进行了定量分析。我们发现7T MP2RAGE序列比传统的3T T1序列具有更好的灰白质对比度,7T junction map在检测FCD时具有更广泛的阳性区域和更显著的Z值,提示7T MR2RAGE序列能够更清晰显示FCD的异常灰白质交界模糊,并更准确体现FCD的范围(图5)。

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4. 不同场强下各序列对比,7T T1序列(MP2RAGE)在所有11例病灶中均可显示灰白质交界模糊(Blurred G/W boundary,其余序列均不能显示所有病例的异常征象(A)。7T T1序列比3T T1序列更清晰地显示了灰白质交界不清和皮层增厚(B)。磁共振后处理分析中,7T junction map检出了10FCD病灶,阳性率最高。

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5. 7T3T磁共振及后处理定量对比。T1像自动分割灰白质(A),手动描绘FCD病灶的灰质和皮层下白质(B),提取后处理junction map中的阳性区域(C)。7T MR2RAGE3T T1序列具有更高的灰白质对比度(D),在FCD病灶中,7T的灰白质对比度仍然更高,但校正全脑灰白质对比度后,7TFCD的灰白质对比度下降更加明显。在后处理分析的junction map中,7T的阳性区域体积更大(G),Z值更高(H),同时假阳性区域减少(I)。

 

综上所述,7T磁共振评估,尤其是7T MP2RAGE序列和后处理分析,可以提高局灶性癫痫中微小致痫灶的检出率,优化难治性癫痫患者的手术策略,指导病灶的准确切除,提高患者手术预后。7T磁共振评估在未来的难治性癫痫手术评估中将产生重要作用。

 

浙江大学医学院附属第二医院神经内科博士生陈聪为该论文的第一作者,浙江大学系统神经与认知科学研究所博士生/现附属第二医院神经内科博士后谢娟娟为第二作者,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所赖欣怡教授和浙江大学医学院附属第二医院王爽教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、浙江省科技计划项目等的资助。

6.png图:赖欣怡教授研究团队成员合影(从左到右:谭晓君,徐玉,渠博艺,沈婷,赖欣怡,岳玉梅,余晓,何婷婷,王海铭)

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浙二医院癫痫中心团队合影

 

论文链接:

https://doi.org/10.1177/17562864211021181


2021-07-23 READ MORE

灵长类动物的视觉皮层中包含多种柱状/模块状的结构,通常认为这些结构有助于高效处理信息的整合。早在上世纪80年代,人们首次通过细胞色素氧化酶(CO)染色的方法,在初级视皮层(V1)中和次级视皮层(V2)中发现斑块(blob)或条纹状(stripe)结构(图1)。随后,研究人员发现这些斑块或条纹状结构参与处理不同的视觉信息,例如,在V1斑块和在V2细条纹中的神经元主要参与编码颜色信息,而V1斑块间隙和V2粗条纹以及浅条纹中的神经元则处理更多精细信息,包括形状,深度和运动识别等(图2)。

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图1:猕猴视皮层的CO染色结果。清楚地展示出了V1的斑块和V2的条纹。(Sincich and Horton, 2005, Ann Rev Neuroanat,已编辑)

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图2:视觉输入示意图。(Principles of Neural Sciences, 5th edition)

CO染色是目前很常见的一种染色方式,但是人们仍不清楚为何CO染色可以展现出这些功能域。CO染色主要反映神经元中线粒体的代谢活动,比如在单眼剥夺相关实验中,CO的反应活性呈现出规律的减弱现象,因此先前的研究普遍认为CO活性是和神经元的活动息息相关的,并由此得出结论,在CO染色富集的区域(如V1中的斑块,V2中的粗、细条纹)中的神经元会比周围的神经元更活跃。然而我们曾提出过质疑,因为在那些CO染色富集的区域,活动依赖型基因的表达水平并没有显著高于周围区域。因此我们提出猜想,CO染色代表着丘脑-皮层传递的轴突末梢或直接接收丘脑投射的树突(图3)。

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图3:不同理论认为的CO染色的结果。早期人们认为你CO染色代表着皮层神经元的发放活性(A);然而我们的结果表明CO染色代表着丘脑-皮层投射末梢的分布(B)或者直接接收丘脑输入的皮层神经元的树突(C)。(Takahata, 2016, Front in Neuroanat)


为验证以上猜想,我们选取了一种轴突末梢的标志性蛋白:囊泡谷氨酸转运体(型)(VGLUT2),该蛋白的mRNA在丘脑中有很高的表达量,并且其蛋白产物会被运输至皮层的轴突末梢中,因此皮层中VGLUT2的免疫组化反应可代表丘脑-皮层输入的投射末梢。在本研究中,我们系统性地比较了松鼠猴视觉皮层中CO染色和VGLUT2免疫组化的反应结果,发现在各个层面,两种染色的结果都具有高度的相似性,包括V13Bβ层的蜂窝状结构(在Brodmann的分区中,该结构在第4A层),第4层(Brodmann分区的第4C层),以及V1的斑块和V2的条纹(图4)。以上结果能够支持我们的猜想,即灵长类动物视皮层中CO染色展示出的亚结构代表着丘脑-皮层投射的末梢,因此V1的斑块或V2的条纹极有可能是分别接收来自外侧膝状体(LGN)或丘脑枕(Pulvinar)不同投射的亚结构。

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图4:本研究中证明松鼠猴视皮层中CO染色和VGLUT2免疫组化具有高度相似性。尤其在V1斑块(左)和V2条纹中(右)非常清晰。

早期的一些研究认为丘脑-皮层的投射能够极强地激活皮层,从而导致皮层神经元呈现出较强的CO 活性。但是基于我们的研究,我们将早期的研究结论稍作修改,即较强的CO活性依然存在于丘脑-皮层投射的末梢中,或在皮层神经元中直接接收丘脑投射的树突中。此结论的修改并非微不足道,比如,此结论表明V1斑块和V2粗、细条纹中的神经元并不一定比斑块间隙或条纹间隙的神经元要更加活跃。早期的研究认为V1斑块中的神经元比斑块间隙的神经元更活跃,从而推测出斑块中的神经元不具有方向选择性,而是对所有的方向都反应,但是根据我们的理论,这一说法是不正确的,近期也有一些其他的研究表明V1斑块中的神经元具有一定的方向选择性,这一结论与我们的理论是一致的;此外,在单眼剥夺处理后,CO染色只展示出V1中第4层的眼优势柱和2/3CO斑块的缩小,在一定程度上表明彼此分离的眼优势柱结构仅存在于以上几个区域,但事实上,眼优势柱在其他层也有广泛的分布。由此可见,如果仅仅将CO染色的结果认为是皮层神经元的发放活动,其结果可能会导致错误的结论。除此之外,我们的研究结果表明丘脑-皮层投射的末梢与皮层功能柱的起源存在较强的关联。

本文通讯作者是浙大系统神经所Toru Takahata教授,博士生姚松坪为论文第一作者,周秋盈,李水煜为共同作者。本文于2021年2月发表于Frontiers in neuroanatomy.

论文链接https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnana.2021.629473/full


2021-04-28 READ MORE

根据科研工作需要,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所/附属邵逸夫医院白瑞良研究员课题组联合瑞典林雪平大学Evren Özarslan课题组,依托国家自然科学基金委员会与瑞典科研与教育国际合作基金会合作交流项目,面向国内外公开招聘博士后若干名,从事磁共振成像生物物理模型开发及临床转化研究。

工作职责:

开发研究大脑组织微观结构的生物物理模型分析方法,并从一种新型的扩散加权磁共振方法中提取微观结构及功能特性,从而将可能导致脑功能受损的极微小的脑组织变化可视化。弥散磁共振测量提供了对组织质量和结构的定量测量,故其对于研究脑组织十分有意义,研究证明其对研究早期疾病时脑组织微结构的变化具有广阔前景。

工作场所:

您将主要在浙江大学医学院工作,所在研究组在医学成像领域拥有相应研究项目。该领域涉及范围包括从通过图像信息分析和量化的成像技术,到新的成像方法和基于图像的生物标记物的验证。本职位依托国家自然科学基金委员会与瑞典科研与教育国际合作基金会合作交流项目,可以向您提供宝贵国际交流的机会(每年不少于3个月),包括访问瑞典进行合作工作等。同时,浙江大学医学院附属医院可以提供丰富的临床资源,有利于临床转化研究。

申请人要求:

候选人须具有统计物理学、计算物理学、理论生物物理学或生物医学工程博士学位,并且熟悉计算机编程。

岗位待遇

1.提供具有竞争力的薪资福利,年薪18-30万,一人一议,另加绩效与论文奖励。

2.可租住学校博士后公寓或申请一定的租房补助。

3.支持申请各类优秀博士后计划。

4.保证每年不少于3个月的瑞典林雪平大学交流合作机会。

5. 从事博士后研究工作2年及以上可申报学校高级专业技术职务,有留校工作机会。

实验室PI介绍

白瑞良博士,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所研究员,浙江大学属邵逸夫医院双聘教授,博士生导师,国际医学磁共振协会青年会士,入选浙江省、杭州市高层次人才项目。实验室主要从事神经影像技术及其临床转化方面的研究。近年来,中枢神经系统疾病,包括老年痴呆症、帕金森症、抑郁症等,不仅成为导致导致人类死亡的主要病因之一,更因其特殊性给个人及家庭带来巨大负担。大脑功能的实现是由不同空间与时间尺度的神经活动以及神经功能维持系统构成,因而开发针对神经功能及连接的多尺度测量工具以及神经功能异常的检测工具,对于上述脑疾病的诊断及发病机制的理解至关重要。实验室目前主要围绕基于磁共振成像的技术开发及临床转化,包括颅内微循环成像、代谢成像、类淋巴系统成像等高级磁共振成像技术的开发应用以及新方法在中枢神经系统疾病的诊断、预后等方面研究。近5年来,共发表SCI论文>20篇,总影响因子(IF)大于100, 其中包括《美国科学院院刊》 (PNAS, IF = 9.8), Advanced Materials (IF = 27), NeuroImage (IF = 6.8) 等权威学术期刊。 其学术研究得到了学术界的广泛认可,研究成果被NIH官网、Medical Express等多家媒体报道。

更多内容请见实验室网站:https://person.zju.edu.cn/0017075

Evren Özarslan, 瑞典林雪平大学生物医学工程学院副教授,博士生导师。Evren Özarslan 博士长期致力于利用跨学科方法开发新颖的扩散MRI技术,从而更好地阐述神经组织的微结构特征。Evren Özarslan 博士已成功开发几种新型扩散磁共振成像方法,并被医学成像社区广泛认可,在神经组织的微结构特征测量上具有显著作用,且已经成功转换到临床研究中。这其中包括解决了磁共振成像领域中关于神经组织中水分子扩散的方向偏好性(各向异性)这一重要问题, 并成功应用于映射大脑不同区域之间的神经连接以及相关神经疾病的检测。在该领域, Evren Özarslan 博士发表了许多具有影响力的期刊文章(超1500次引用)。其中,平均表观传播磁共振成像技术(MAP MRI, mean apparent propagator MRI)已在DiPy和TORTOISE软件中实现,并对医学影像领域的同行开放使用。MAP MRI在神经组织微结构领域的杰出表现赢得了领域内高度认可,并在2020年IEEE生物医学成像国际会议(ISBI)举办的磁共振重建白质结构的挑战比赛中赢得挑战。同时,该MAP MRI技术得到领域同行的广泛关注并在此技术上进一步研究,其研究成果发表在领域知名学术期刊。详细介绍参见:https://liu.se/en/employee/evroz77

 

欢迎大家的加入,有意向者请将简历及重要学术成果发至 ruiliangbai@zju.edu.cn

2021-06-07 READ MORE

    浙江大学视觉实验室重点开展视觉的中枢机制、新型仿脑人工视觉假体、下一代高通量脑机接口、全尺度在体脑环路解析等研究。实验室负责人陈岗教授的研究工作发表在Science Advances, PNAS, Neuron等国际科技期刊,研究成果入选2019年中国十大医学科技新闻,是我国国家自然科学基金委员会、美国国家科学基金会(National Science Foundation, NSF)、英国医学研究理事会(Medical Research Council, MRC)相关领域研究基金的评审专家,也是国际科学杂志PLos Biology, Neuroimage, Neuroscience Letters, Ophthalmic and Physiological Optics, Magnetic Resonance Imaging等的审稿人;主持有国自然重点支持项目、面上项目和浙江省杰出青年项目等研究基金,近3年发表Science Advances(impact factor=11.5)1, PNAS(impact factor=9.5) 3篇。实验室主页 https://person.zju.edu.cn/visionlab

博士后应聘条件:

在以下两个方向诚聘博士后各1名。

(一)视觉的神经机制方向

1.神经生物学专业博士学位,具有较强的独立科研工作和学习能力;

2.有灵长类实验动物实验和成像经验者优先;

3.有在体脑成像经验者优先。

(二)人工视觉假体方向

博士后应聘条件:

1.生物医学工程专业博士学位,具有较强的独立解决科研问题、动手和学习能力;

2.有人工视觉或机器视觉经验优先;

3.有在体动物实验经验者优先。

聘期待遇

1.工资及待遇按国家和浙江大学博士后相关规定执行,年薪 20万-30万元;

2.科研经费:由国自然重点支持项目支持,并可独立申请中国博士后科学基金、国家自然科学基金、博士后创新人才支持计划等项目;

3.住房:可入住学校博士后公寓或获得住房补贴;

4.其他:人事关系转入浙江大学的学科博士后在站期间可申报学校专业技术职务评聘;人事关系进入学校后从事博士后研究工作3年及以上的博士后研究人员可申报学校高级专业职务资格;在聘期内学术能力和业绩表现优秀,出站后可申请学校“百人计划”或特聘研究员岗位,进入浙江大学预聘师资队伍。

申请者将如下应聘材料发送至:dr_gangchen@zju.edu.cn,主题注明“博士后申请+申请者姓名+研究方向”:

1、研究工作设想(1500字以内)。

2、相关代表作全文(5篇以内, PDF格式)。

3、博士学位证件。

4、个人简历及两位推荐人的有效联系方式(电子邮件和电话)。

 




2020-06-29 READ MORE

浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所7T磁共振影像平台是由国家千人领携的优秀人才队伍组成,配有国际领先的人体磁共振硬件和配套设备,是目前国内先进的集医学、神经科学、心理科学等多学科功能的影像平台。现面向校内外公开招聘7T磁共振技术员1名。


.职位描述

     1. 主要负责7T磁共振仪器操作、数据采集、数据分析等工作。

     2.为教学、科研和社会提供优质服务。

     3.参与平台的其他各项事务。


.招聘要求
     1)医学影像、临床医学以及生物医学工程等相关专业的硕士,具备人体磁共振扫描经验以及有磁共振MRI技师大型设备上岗证者优先考虑。

     2)有较强的组织协调能力、团队协作精神,较好的服务意识,具备一定的英语表达(英语过六级)及计算机应用能力。  

     3)身体健康,年龄不超过35周岁。   

 

三、薪酬与福利待遇

     1.新录用人员如通过考核,可提供事业编制。

     2.资格审核通过后,统一组织面试,择优录取,待遇面谈。

     3.浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所根据具体情况,为入选者提供使其安心工作的协议薪酬和福利待遇。


.申请方式:
     凡符合招聘岗位要求且有意向者,请将简历及相关证明材料发至邮箱:0916488@zju.edu.cn。发邮件请注明姓名+岗位名称。

联系:

成老师0571-86971735  0916488@zju.edu.cn

郑老师0571-86971436  zhengchanying@zju.edu.cn

 




2020-06-15 READ MORE

SHARED FACILITY

  • Highfield MRI

  • Nonhuman Primate Facility

  • Two Photon Microscopy

  • High Throughput Microscopy

  • RF Coil

  • 3Dprinting and Machinng

  • Computer Cluster

  • Viral Vector Core

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THE TEAM

ABOUT US

Zhejiang University Interdisciplinary Institute of Neuroscience and Technology (ZIINT) was founded in 2013. The ultimate goal of ZIINT is to do fundamental researches in the field of cognitive and behavioral neuroscience, to explore the neural network mechanism of brain advanced function, and to achieve major breakthroughs in brain function and brain diseases. Another goal of ZIINT is to establish links for related disciplines in fields of medicine, neuroscience, engineering and other fields, and work closely with major industries and hospitals to develop new technologies for neuroscience studies and promote our fundamental researches for clinical translation.


Currently, ZIINT has the only actively shielded 7T Ultra-High field magnetic resonance system - the "MAGNATOM 7T" in China, and a live-two-photon imaging system, and also has the top neuroscience and brain cognitive research equipment with automatic, high-throughput, high-speed fluorescence scanning systems recognized by the scientific community, moreover the institute has established 25 basic research laboratories, and is equipped with multiple public experimental platforms to support each laboratories working.


Since the establishment of ZIINT, 16 outstanding PIs have been recruited, they have good academic literacy and profound research capacity, involving a wide range of research fields. A total of 35 funding projects have been awarded by the National Science Fund for Distinguished Young Scholars, the Fund Development Committee Major Research Project Nurturing Project, the National Natural Science Foundation of China, the 973 Scientific and Technological Problem - Oriented Project of the Ministry of Science and Technology, and the National 863 Program. Since our enrollment in 2014, we have already recruited 54 doctoral students and 28 master students. At the same time, high-quality cross-disciplinary international conferences such as "Frontiers in Interdisciplinary Neuroscience and Technology" and "Asia-Pacific Symposium on Advances in UHF MRI" high-field magnetic resonance and other meetings are held each year. The sharing of research experience and technology provides an international front-line communication platform to further promote the development of the field and the exploration of new fields in cross-disciplines. At the same time, we conduct collaboration program with a number of hospitals in Hangzhou to directly promote scientific research achievements conversion.


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