功能超声成像揭示排尿过程中分布式的脑-脊髓动力学

排尿依赖于跨越大脑和脊髓的分布式神经回路之间的协调活动，然而这些过程的时空动态仍知之甚少。在脊髓损伤、帕金森病、多发性硬化症和衰老等情况下，这些通路的破坏可导致神经源性膀胱功能障碍。在此，我们使用功能超声成像（fUSI）——一种具有高时空分辨率和单试次灵敏度的模态——来研究排尿过程中的中枢神经系统活动。在麻醉大鼠中，我们进行了受控的膀胱充盈和自主排尿，并记录了来自大脑或腰骶段脊髓的功率多普勒信号。我们观察到与排尿相关的、区域特异性的血流动力学反应，分布于多个脑区，包括丘脑、下丘脑、中脑和新皮层——尤其是感觉运动区和压后区——以及背侧和腹侧脊髓回路。此外，这些区域的群体水平活动使得能够准确解码膀胱压力动态。这些结果提供了排尿过程中枢神经系统活动的系统水平表征，并确立了 fUSI 作为开发恢复膀胱控制的神经接口的平台。

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