子宫内MRI显示放射状胶质纤维在调节胎儿皮层折叠中的作用

皮层折叠过程是人类早期大脑发育的基础。虽然皮层各层的差异生长是已知的驱动因素，但关键细胞微结构的生物力学贡献仍不清楚，并且缺乏可直接在体内标记皮层微结构以进行时间分辨观察的手段。我们采用结合在体与离体胎儿脑MRI、组织学和计算力学模拟的多模态方法，研究了皮层径向微结构（尤其是放射状胶质细胞（RGC）相关支架）的发育性重组是否与皮层折叠相关，并可能调节其力学进程。我们利用基于扩散MRI的径向纤维密度（FDrad）无创地表征了这种径向组织。离体胎儿脑MRI和组织学支持FDrad的区域差异与波形蛋白标记的径向结构密切相关。我们的在体MRI数据显示，皮层FDrad与曲率存在密切协调的发育变化，其区域时序和空间模式在整个皮层上显著耦合。纵向在体MRI数据进一步支持FDrad与曲率在个体内的同步共同发育。此外，生物力学模拟表明，在其他条件匹配的模型条件下，减少径向增强会调节差异生长驱动的屈曲，产生更早的折叠和更大的皮层曲率。总之，本研究引入了FDrad作为一种对放射状胶质纤维敏感的无创在体MRI指标。通过整合空间、时间、组织学和计算证据，我们的发现提示了一种模型：径向支架的发育性解体可能调节胎儿皮层对差异生长的力学响应，从而促进皮层折叠。

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