编辑:脑衰老中的质子磁共振波谱:炎症，血流，连通性和认知能力下降

在过去的20年里，质子磁共振波谱(MRS)已经发展成为一种可靠的成像方法来收集关键的神经化学信息在活的有机体内在人类中枢神经系统中。代谢物浓度的估计已被证明对几种临床情况有益，包括与年龄相关的神经退行性疾病和正常的生理脑老化。在健康和病理性的大脑衰老中，显著的生理变化包括皮质萎缩、血流和葡萄糖代谢受损以及炎症升高;这最终会导致更严重的结构变化，但也会导致功能和行为上的变化。所有这些生理大脑老化的根本原因都对神经化学有直接影响;因此，代谢物的浓度水平成为这种生理调节的关键代理标记。综上所述，这将现代MRS定位为一种非常有价值的成像方式，用于评估神经系统状态，同时也用于各种干预措施的治疗效果。在本研究主题中，我们试图收集MRS研究人员对该领域的新贡献，这些研究人员要么直接在大脑衰老研究中使用MRS和其他成像方式，要么从进一步研究大脑衰老的角度开发MRS成像。

大脑衰老的一个关键问题是炎症，而且可以说引起了MRS研究的极大兴趣，顺便提一下，炎症这个术语。正常的年龄相关炎症被认为是神经退行性疾病发展的主要因素之一。在他们的论文中，Vints等人。评估了从几个感兴趣区域获得的MRS代谢物与血源性外周炎症标志物白细胞介素-6和犬尿氨酸之间的相互作用。他们表明，犬尿氨酸水平的升高与左侧体感觉和背外侧前额叶皮质中胆碱和肌醇水平的升高有关，这表明了周围和皮质神经炎症之间的关系。

在研究课题的另一篇文章中，Krishnamurthy L. C.等。通过结合MRS和伪连续动脉自旋标记MRI，与年轻人相比，健康老年人的Glx(谷氨酸盐+谷氨酰胺)耦合和脑血流量显著降低。这表明了老年人神经胶质激活改变的潜在作用，以及Glx、GABA和CBF在上肢运动表现背景下的衰老大脑研究中的不同作用。此外，心肺健康之间的正耦合(由VO量化)₂max)和代谢物浓度GABA和Glx表明，更高的健康水平允许更有效的代谢转变，从而促进在认知-运动任务中的表现。

在另一项结合MRS和任务型血氧水平依赖(BOLD) MRI的研究中，Krishnamurthy V.等人。研究年龄差异在语言任务中的表现。他们发现，尽管GABA和Glx的静息水平并不能预测task- bold的振幅，但GABA与任务块的开始有关，而Glx与任务块的结束有关，任务块的开始比较困难。重要的是，他们报告说GABA和Glx可能与来自任务- fmri的血管因子(即BOLD血流动力学响应函数的分散)存在推拉关系，这表明抑制性和兴奋性代谢物可能会以不同的方式影响神经血管耦合。这引出了结合神经血管性质的BOLD和MRS在衰老研究中的重要性，并表明神经生理学的多模态评估可能有助于梳理出与衰老相关的BOLD信号的神经和血管贡献。

除了谷氨酸和GABA的研究之外，像谷胱甘肽(人类中枢神经系统的主要抗氧化剂)这样的代谢物在生理大脑衰老的研究中也具有至关重要的意义。因此，可靠地估计谷胱甘肽水平的新方法近年来一直处于MRS技术发展的前沿。在他们的论文中，宋等人。用HERMES和MEGA-PRESS采集序列比较了谷胱甘肽定量的峰值拟合方法。他们表明，线性组合建模提高了HERMES数据谷胱甘肽量化的可靠性，为未来利用这一序列提供了额外的指导方针。

最后，虽然本研究主题主要集中在大脑衰老，但重要的是要提到在神经退行性疾病方面的重要工作，这些工作一直使用MRS作为主要成像方式。重要的是，其中一些工作专注于识别阿尔茨海默病的早期生物标志物[例如，(1，2)]，但也适用于其他几种疾病，包括帕金森氏症。在他们的元分析中，Gu等人。已经在几项研究中调查了皮质下区域黑质和苍白球的MRS标志物对帕金森病早期诊断的数据。他们报告说，n-乙酰天冬氨酸与肌酸的比例在早期帕金森病患者与健康对照组之间显示出显著差异。这表明随着多巴胺能神经元的耗竭，皮层下核存在明显的神经化学调节，但MRS也可以为早期帕金森病的评估和识别提供额外的指标。

综上所述，本研究主题中提出的工作展示了MRS和其他成像方式在大脑衰老和相关病理研究中的最新进展。这些进展提倡(1)MRS在该领域的相关性和(2)在衰老大脑研究中继续努力发展MRS的重要性。

作者的贡献

所有列出的作者都对该工作做出了实质性的、直接的和智力上的贡献，并批准了其出版。

利益冲突

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参考文献