白质内轴突与外轴突轴向扩散率：哪一个更快？
生物物理
2021-08-16 v2
摘要
一种考虑内轴突与外轴突空间的白质扩散双室模型，对应两种合理的数学情形：内轴突轴向扩散率高于外轴突（分支1），或相反（分支2）。这种对偶性需要对各室轴向扩散率进行独立验证，以确定两种情形中哪一种成立。本研究的目的是通过脑室内注射钆基造影剂，选择性地降低大鼠脑内细胞外水信号，并比较胼胝体膝部在钆输注前后的扩散指标。所考虑的扩散指标包括扩散与峰度张量指标，以及WMTI-Watson双室模型的室特异性估计。观察到注射钆后膝部T1和T2弛豫时间显著缩短（p < 0.001），径向峰度增加48%（p < 0.05），这意味着细胞外水信号的相对分数被选择性降低。双室模型估计的内轴突水分数显著增加进一步支持了这一点，两个分支均如此（分支1：p < 0.01，分支2：p < 0.05）。然而，分支1中注射钆前轴突离散度的估计与文献吻合优于分支2。此外，将注射钆后扩散率和离散度的实际变化与模拟进行比较，进一步支持分支1为生物学上合理的解决方案，即内轴突轴向扩散率高于外轴突。该结果与其他最近采用完全不同方法（如扩散张量编码）测量室轴向扩散率的工作完全一致。
引用
@article{arxiv.1805.00391,
title = {Intra- and extra-axonal axial diffusivities in the white matter: which one is faster?},
author = {Nicolas Kunz and Analina R. da Silva and Ileana O. Jelescu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.00391},
year = {2021}
}