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理解神经系统内部的连通性是理解其功能的核心，而许多脑区的网络架构已经被精细地绘制出来。人类脊髓内神经元投射的亚束级组织，尤其是在灰质中的组织方式，基本上仍属未知。由于在当前尺度下进行完整的连接组重建尚不可行，一个可行的第一步是对脊髓各区域中的神经突取向进行统计表征。在此，我们结合了一项约400小时、9.4T离体高角分辨率扩散加权MRI数据集，该数据覆盖一例人类尸检脊髓的全部节段（C1-S5），以及基于SMI-32神经丝荧光显微图像的结构张量分析，从而绘制脊髓内神经突取向的分布图谱。 我们发现，投射几何沿头尾轴呈现系统性变化。颈段、腰段和骶段灰质表现出低各向异性、高取向弥散性，以及以横向纤维群为主的特征（>91%的取向），这与致密的节段局部回路相一致。胸段灰质在性质上与脊髓其余部分明显不同，表现为升高的轴向扩散率、类似白质的各向异性，以及一种纤维取向分布：其中60%的取向位于85–95°的极角范围内，即沿脊髓的头尾轴走行。微米分辨率显微镜结果独立支持了这种纵向结构。总体而言，这些发现揭示了脊髓灰质布线在区域间的分离性，并提示投射几何与各节段独特处理需求之间存在耦合关系。
理解神经系统内部的连通性是理解其功能的核心，而许多脑区的网络结构已经被精细地绘制出来。人类脊髓内神经元投射的亚束级组织，尤其是在灰质中的组织方式，基本上仍属未知。由于在这一尺度上进行完整的连接组重建目前尚不可行，一个可行的第一步是对脊髓各区域中神经突取向进行统计学表征。
在此，我们将一例尸后人类脊髓的约400小时9.4T离体高角分辨率扩散加权MRI（覆盖全部节段，C1–S5）与SMI-32神经丝荧光显微镜的结构张量分析相结合，对整个脊髓的神经突取向进行绘图。我们发现，投射几何形态沿头尾轴呈现系统性变化。颈段、腰段和骶段灰质表现出低各向异性、高取向弥散性以及以横向纤维群为主（>91%的取向），这与致密的节段局部回路一致。胸段灰质在性质上与脊髓其余部分截然不同，表现为升高的轴向弥散率、类似白质的各向异性，以及一种纤维取向分布：其中60%的取向位于极角85–95°范围内，即沿脊髓的头尾轴方向。微米分辨率显微镜观察独立地支持了这种纵向结构。
综上，这些发现揭示了脊髓灰质布线方式在区域上的分离特征，并提示投射几何形态与各节段不同处理需求之间存在耦合关系。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.06.743226v1?rss=1
🏷️ 脊髓灰质 神经纤维取向 扩散加权MRI 结构张量分析 神经连通性
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