Biol. Psychiatry ：未定带（ZI）的扩散 MRI 纤维束成像指导：深部脑刺激的新目标

未定带zona incerta（ZI）是一种皮层下结构，主要研究对象是啮齿类动物，它与从运动控制到生存相关活动的各种行为都有牵连，可能是由于该节点在各种神经回路中的整合作用。

这篇研究中使用了弥散核磁共振成像束成像技术来分割 ZI，并深入了解它在人类各种回路中的连接性。

方法上，首先对人类连接组项目中的 178 名受试者进行了 7T 概率束成像，以验证 ZI 的解剖分区及其各自的束。K-means 聚类根据每个体素的连接情况对 ZI 进行了分割。以每个 ZI 亚区为种子，使用概率牵引图进一步描述了每个 ZI 亚区的连接特征。

Figure 1. ZI streamline probabilities. Streamline density maps depicting the results of tractography from the ZI proper to selected ROIs are visualized on axial slices in MNI-152 (2009b, nonlinear, asymmetric).

使用FMRIB 软件库（FSL）工具箱中的 "BEDPOSTX "工具计算每个受试者 dMRI 的纤维取向分布。使用 FSL 的 "PROBTRACKX "工具进行概率纤维束成像，将 ZI 作为每个目标 ROI 的种子区域，每个体素生成 5000 条流线。对左右半球分别进行迹线分析。通过从受试者的大脑掩膜中减去同侧 ZI 掩膜，排除终止于 ZI 内的流线。流线输出根据每个种子和目标体素之间的距离系数进行校正。

每个受试者的连接矩阵为 m、n，其中 m 等于受试者 ZI 掩膜中的体素数量，n 等于目标 ROI 的数量。通过将每个体素的流线计数转换为源自该体素的流线总数的比例，对每个受试者的流线计数进行了归一化处理，因此该值是白质通路在给定的 ZI 体素和每个 ROI 中定位的概率度量。将受试者的结果合并起来，创建一个 p x m, n 的连通性矩阵。进行 K 均值聚类（k=2、3、...7），为每个体素分配标签。使用卡林斯基-哈拉巴什评分、失真评分和轮廓标准来评估适当的聚类数量。将每个受试者的聚类结果转换到 MNI 模板空间，然后求平均值，创建概率图集。

为了进一步评估每个集群之间结构连接的差异，随后以每个 ZI 亚区为种子区域，对每个目标 ROI进行了牵引成像。

Figure 2. Utilization of the ZI atlas for surgical neuromodulation with DBS and sEEG

研究结果来看，发现了两个主要集群，它们将整个 ZI 划分为喙突（ZIr）和尾突（ZIc）两个亚区。ZIc 主要与运动区相连，而 ZIr 则接收来自前额叶区（尤其是前扣带回和内侧前额叶皮层）的地形分布投射。

Figure 3. ZIc and ZIr connectivity profiles. Connectivity indices were plotted for each target ROI whose ZI connection was modeled with probabilistic tractography, seeded from the ZIc (blue) and ZIr (red). 

作者还生成了一个概率 ZI 图谱，并将其注册到一名患者的核磁共振成像上，用于放置立体脑电图导线，在电生理学引导下进行 DBS，以治疗其强迫症。ZIr 刺激改善了患者的核心症状（平均改善率：21%）。

Figure 4. Visualization of ZI probabilistic streamlines to the cortex and sub-cortex in a healthy HCP subject. Streamlines generated from tractography seeded from the ZIr (left) and ZIc (right) were thresholded to include voxel intensities in the 90th percentile of all streamlines generated to each target ROI. 

总的来说，这篇文章利用高分辨率 ZIR 扫描技术，构建了基于束成像的喙突和尾部 ZI 亚区图谱。

文献出处：

Saluja S, Qiu L, Wang AR, Campos G, Selheimer R, McNab JA, et al. Diffusion MRI tractography guides investigation of the zona incerta: a novel target for deep brain stimulation. Biol Psychiatry 2024:S0006-3223(24)01105-3. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2024.02.1004.