大腦中神經(jīng)元與神經(jīng)元的連接構(gòu)成了復(fù)雜而又精密的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。解析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與功能將有助于準(zhǔn)確地理解大腦行使功能的機(jī)制及神經(jīng)精神疾病的發(fā)病機(jī)理。嗜神經(jīng)病毒示蹤技術(shù)與磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）是解析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的兩種重要方法。它們主要的優(yōu)勢(shì)分別是可實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)解析與全腦尺度的活體觀察。通過(guò)將兩者聯(lián)合運(yùn)用,各取所長(zhǎng),已產(chǎn)生了頗具優(yōu)勢(shì)的新方法,如光遺傳學(xué)功能磁共振成像（optogenetic functional MRI,ofMRI）以及化學(xué)遺傳學(xué)功能磁共振成像（chemogentic functional MRI,chemo-fMRI）等。在此基礎(chǔ)上,本論文從兩方面研究了嗜神經(jīng)病毒示蹤和磁共振成像聯(lián)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解析方法,以期實(shí)現(xiàn)在活體水平更精確更特異地解析大腦網(wǎng)絡(luò)。一方面,通過(guò)結(jié)合MRI報(bào)告基因和工具病毒載體,本論文試圖利用MRI在活體水平觀察大腦神經(jīng)連接,從而擴(kuò)展現(xiàn)有的通過(guò)離體熒光成像觀察結(jié)果的病毒標(biāo)記方法。首先,我們構(gòu)建了攜帶MRI報(bào)告蛋白鐵蛋白（Ferritin）與綠色熒光蛋白（Enhanced Green Fluorescent Pr... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３動(dòng)作電位發(fā)放時(shí)記錄的ＢＯＬＤ信號(hào)及街離子信號(hào)示意圖（引用于［６２］）??

中含有大量的質(zhì)子，室溫條件??下的也能產(chǎn)生足夠檢測(cè)的ＮＭＲ信號(hào)。熱平衡狀態(tài)下，大量質(zhì)子自旋磁矩產(chǎn)生的沿??外磁場(chǎng)方向的磁化強(qiáng)度常用宏觀磁化矢量Ｍ。（單位體積的磁化強(qiáng)度）表示。樣品??中沿外磁場(chǎng)方向排列的質(zhì)子密度稱(chēng)為自旋密度，Ｍ。與自旋密度成正比［６４’?６５］。??頻率為Ｌａｍｏｒ頻率的射頻脈沖能激發(fā)磁場(chǎng)中進(jìn)動(dòng)的自旋發(fā)生核磁共振，并使??宏觀磁化矢量轉(zhuǎn)離Ｂ。方向（ｚ方向）。假設(shè)ＲＦ脈沖使縱向磁化矢量Ｍｚ翻轉(zhuǎn)９０度，??到達(dá)橫向平面（ｘ－ｙ平面），將得到幅度為吣的橫向磁化矢量Ｍｘｙ?（圖１．４）。ＲＦ脈??沖停止后，平面以Ｌａｍｏｒ頻率繞Ｂｎ方向自由進(jìn)動(dòng)，切割垂直于ｘ－ｙ平??面的接收線圈，并在線圈中感應(yīng)出隨時(shí)間變化的感生電動(dòng)勢(shì)，這就是ＮＭＲ中獲得??的信號(hào)，此信號(hào)大小與吣的關(guān)系為：??ｓｉｇｎａｌ?〇ｃ?Ｍｚｏｊ〇?ｃｏｓ?ｃｏ〇ｔ?．．．?（１．３）??ｚ?Ｚ??Ｂ〇?“??、?ＲＦ??．．－為??Ｘ’?Ｘ’??圖１．４施加９０°射頻脈沖后，乩被翻轉(zhuǎn)成匙（修改自Ｂ５］）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．?４?Ａｆｔｅｒ?ａｐｐｌｙｉｎｇ?ａ?９０°?ＲＦ?ｐｕｌｓｅ，?Ｍｚ?ｉｓ?ｆｌｉｐｐｅｄ?ｔｏ?Ｍｘｙ??事實(shí)上，ＲＦ脈沖停止后，還有一個(gè)重要的因素會(huì)影響磁化矢量的大小，進(jìn)而??影響信號(hào)強(qiáng)度，這個(gè)因素就是弛豫。弛豫是偏離平衡態(tài)的宏觀磁化矢量恢復(fù)到平??衡態(tài)的過(guò)程，它分為縱向弛豫和橫向弛豫。縱向弛豫產(chǎn)生于自旋與臨近原子的相??互作用，故又稱(chēng)為自旋－晶格她豫，它表示縱向磁化矢量從某個(gè)值Ｍｚ向它的最大??值也就是平衡值Ｍ。增長(zhǎng)的過(guò)程，用時(shí)間１＼表示增長(zhǎng)的速率，稱(chēng)之為縱向弛豫時(shí)??１４??

?第１章緒論???間（圖１．５Ａ）。橫向弛豫是由局部進(jìn)動(dòng)頻率不同造成的自旋相位的發(fā)散，故又稱(chēng)??為自旋－自旋弛豫，它描述的是橫向磁化矢量Ｍｘｙ向它的最小值零衰減的過(guò)程，用??橫向弛豫時(shí)間Ｔ２表征其速率（圖１．５Ｂ）。??Ａ?Ｍｚ＝Ｍ０（ｌ?－ｅ－，／ＴＩ）?Ｂ?Ｍ、ｖ?＝?Ｍ０１?１２??＾０??ｊ??Ｍｚ?＾??Ｉ?６３％Ｍ０??ｖ?１?Ｌｉｚ???Ｔ１?ＴＩＭＥ?１２?ＴＩＭＥ??圖１．５?Ｔ：恢復(fù)曲線及１衰減曲線??Ｍｚ?＝?Ｍ〇（ｌ?－?ｅ－＾）；?＝?Ｍｏｅ－＾??Ｆｉｇｕｒｅ?１．?５?Ｇｒａｐｈｉｃａｌ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?Ｔｉ?ａｎｄ?Ｔ２?ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ??ｈｔｔｐ：／／ｍｒｉｑｕｅｓｔｉｏｎｓ．?ｃｏｍ／ｂｌｏｃｈ－ｅｑｕａｔｉｏｎｓ．?ｈｔｍｌ？ｔｄｓｏｕｒｃｅｔａｇ＝ｓ＿ｐｃｔｉｍ＿ａｉｏｍｓｇ??Ｌ、Ｌ與自旋密度是物體或組織的特征屬性，也是ＭＲＩ技術(shù)中的重要參數(shù)。??在實(shí)際情況中，由于外磁場(chǎng)不可能完全均一，以及樣品不同組分具有不同的磁化??率，因而不同位置的質(zhì)子受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)略有不同，從而導(dǎo)致它們以不同的頻??率進(jìn)動(dòng)。這與Ｔ２弛豫一樣能造成自旋失相位，引起信號(hào)的衰減。我們將同時(shí)受自??旋－自旋她豫、外磁場(chǎng)不均勻性以及樣品磁化率不均一三種因素影響的信號(hào)衰減??稱(chēng)為Ｔ／衰減，Ｔ／總是小于％，即Ｔ／衰減比Ｔ２衰減更快［６４］（圖１．６）。??Ｍ，ｖ?［Ｖ??、、?Ｔ２?妓減??３７％?－Ｖ－???｜?＾一－Ｔ２＊?袞減???｜?？?Ｉ－?－???Ｔ２＊?Ｔ２??圖１．６?Ｔ２＆Ｔ／衰減曲線（

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Rabies Virus Pseudotyped with CVS-N2C Glycoprotein as a Powerful Tool for Retrograde Neuronal Network Tracing[J]. Xutao Zhu,Kunzhang Lin,Qing Liu,Xinpei Yue,Huijie Mi,Xiaoping Huang,Xiaobin He,Ruiqi Wu,Danhao Zheng,Dong Wei,Liangliang Jia,Weilin Wang,Anne Manyande,Jie Wang,Zhijian Zhang,Fuqiang Xu.  Neuroscience Bulletin. 2020(03)
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本文編號(hào)：3102166