纤维束成像

文章性质

纤维束图是依据扩散 MRI 对大脑布线的重建：扫描仪测量每个体素中水分子可以自由运动的方向；由于水沿神经纤维运动比横穿纤维更容易，这些测量便勾勒出轴突束所走的路径。这里的每一根线都是一条流线，即对白质中一条此类路径的估计。

颜色并不表示组织类型或测量值——它们表示纤维在该点的走向，这是该领域的标准惯例：

或者，在视图旁方框的“纤维束”部分选择“按纤维束”，图谱命名的 46 条纤维束便各有自己的颜色，与该领域的图谱画法一致；无论使用哪种着色，轻点一根纤维都会显示它所属纤维束的名称。

拖动可转动大脑，在视图上捏合或滚动可缩放。“切片”位于工具栏靠左处，它会在视图的每条边上各放一个滑块，每个滑块都从该侧切去大脑及其中的流线：把滑块拖回中心标记即可撤销它的切割，“视图”下的“重置切片”可撤销全部切割，关闭“切片”则一切恢复完整。“大脑”用于显示或隐藏纤维周围的 MNI152 大脑，其画法与三维脑区图谱相同，切面上也像那里一样显示 MRI；其旁的“脑区”显示或隐藏高亮显示的脑区本身；“透明度”会弹出两根竖条，分别对应大脑和脑区，各自让其更透明或更不透明。“纤维束”用于显示或隐藏流线。“纤维束切片”在每次打开“切片”时都会开启，使流线随大脑一起被切割；关闭它，流线保持完整，只切割大脑。“偏移”让流线的切断端伸出大脑切面，“距离”设定伸出多少毫米，大脑关闭时这两项都呈灰色；“加粗”设定流线绘制的粗细。“视图”把大脑转到它的某一面，或回到页面打开时的视图；“旋转”让大脑持续转动，直到你抓住它为止；位于工具栏末端的“导出”可将流线和大脑导出为三维模型。视图旁的脑区框可通过边缘的标签收起：其中的脑区由下文的“纤维束关联”高亮，即点按某一纤维束的流线所终止的脑区；高亮某个脑区时，只绘制穿过它的流线；开启“脑区”后，该脑区本身会以其颜色立于流线之间，像大脑一样被切割，并像在三维脑区图谱中那样显示在大脑切面上。框顶部的开关可选“全部经过”，即穿过任一高亮脑区的每条流线；“终止于”，即只显示有一端位于某个高亮脑区的流线（流线止于该脑区内或距其两毫米以内，即算作一端；纤维束成像让线条止于灰质前不远处，而止于脑干的一端不属于任何脑区，因为图谱没有标注脑干）；或在高亮两个及以上脑区时选“连接”，即只显示一端位于一个高亮脑区、另一端位于另一个高亮脑区的流线，添加第二个脑区时开关会自动转到此项。点按脑区名称可打开它的说明。脑区下方的“纤维束”部分按系统列出图谱命名的纤维束：联络纤维、投射纤维、连合纤维、小脑纤维和脑神经。“左”和“右”用于显示或隐藏纤维束的每一侧，开关则用于整个系统或全部纤维束；轻点一根纤维，会在一个小窗口中显示它所属纤维束的名称。在列表中点按纤维束的名称，或在那个小窗口中点按“单独显示”或名称，即可选中该纤维束：它会被单独显示；工具栏上的第一个按钮“纤维束关联”在选中纤维束之前呈灰色，它会弹出一个面板，介绍该纤维束连接什么、我们认为它有什么作用、损伤会造成什么，以及其流线终止的脑区和各脑区在末端中所占的比例，点按其中一个即可将其高亮；颜色开关下方的“以灰色显示其他纤维束”会用同一种素淡的灰色把其余纤维束留在视图中，让所选纤维束在它们当中显出自己的位置；再次点按名称或点按“显示全部纤维束”，则重新显示所有纤维束。绘制的流线越少，画得就越精细：平滑成曲线，也更圆润；流线密集之处着色更深，从而显示出纵深。页面打开时，大脑以 65% 的透明度显示，流线开启，没有任何切割；其余设置则保留你离开时的样子：流线的开关、偏移和粗细，高亮的脑区及其两个开关，显示的纤维束及其着色，以及视图。这是群体平均结果，而非某一个人的大脑，因此它显示的是人们普遍共有的通路。

参考文献

纤维束图 HCP1065 群体平均纤维束成像图谱：Yeh FC, Population-based tract-to-region connectome of the human brain and its hierarchical topology, Nat Commun 13:4933 (2022), CC BY-SA 4.0.

大脑 MNI152 模板（ICBM 2009c），McConnell Brain Imaging Centre, Montreal Neurological Institute；以三维脑区图谱的画法绘制在流线周围，切开处显示 MRI。

数据 provided in part by the Human Connectome Project, WU-Minn Consortium (Principal Investigators: David Van Essen and Kamil Ugurbil; 1U54MH091657) funded by the 16 NIH Institutes and Centers that support the NIH Blueprint for Neuroscience Research; and by the McDonnell Center for Systems Neuroscience at Washington University.

渲染 NiiVue（Rorden 实验室）。