据估计，美国每年有约 6 万名帕金森症患者确诊。但是，目前尚没有明确的诊断测试。此外，现在用于诊断的基于症状的标准——被称为“帕金森症统一评分量表”——无法区分帕金森症和其他疾病。
磁共振成像（MRI）技术利用锰离子的独特特性，揭示大脑中的神经元活动，有望成为新型诊断技术，且已经揭示了关于帕金森症的一些未知信息。
锰离子（Mn2+）的诸多特性使其成为神经成像领域 MRI 造影剂的理想之选。首先，锰离子可减少纵向弛豫时间（T1），增强了离子积累组织的造影效果。其次，锰离子可以穿过可兴奋细胞中打开的电压依赖性钙通道，这意味着它们可以用作神经元激活的直接标记物。
该技术，也称为激活诱导锰增强磁共振成像（AIM-MRI）已被用于啮齿动物的大脑研究，但尚不明确锰离子水平是否与神经元活动直接相关。
为了进一步探索，东北大学研究生医学院（位于日本仙台）的 Satomi Kikuta 带领一组研究人员，在帕金森症小鼠模型中对 AIM-MRI 进行了研究。
他们首先进行了初步的体外实验，通过比较钙离子进入纹状体神经元（帕金森症涉及的关键大脑区域）的运动，发现 MN2+ 累积与神经元活动直接相关。
随后，研究人员研究了注射了引发帕金森症化学物质的小鼠的大脑。他们在小鼠的腹腔内注射了 MnCl2 溶液，并在 48 小时后，使用布鲁克 9.4T MRI 进行磁共振成像。
研究团队发现，与健康小鼠相比，在这些小鼠的尾状壳核（纹状体区域）中 T1 显著缩短，表明其活性增加。并且，在感觉运动皮层和丘脑（调节运动信号的区域）中 T1 也显著缩短。
重要的是，通过酪氨酸羟化酶（TH）免疫反应性测量，表明 AIM-MRI 在纹状体内检测到的神经元活动与多巴胺能神经活动相关。由于 TH-免疫反应性本身与小鼠模型中的运动表现有关，因此，研究人员得出结论，尾状壳核中的弛豫率反映了帕金森症的严重程度，提出了对帕金森症病理生理学的全新研究视角。
在《科学报告》中，研究人员解释道，这种方法使他们能够记录可自由活动动物的整个大脑中的神经元活动。相较于无法直接检测神经元活动的功能性磁共振成像、正电子发射断层成像与单光子发射计算机断层成像，这种方法更具优势。
他们表示这种技术不仅适用于研究帕金森症和其他神经系统疾病，还有利于诊断测试，帮助早期诊断，并为患者的治疗提供决策依据。
参考文献：
- Inour T, Majid T & Pautler RB. Manganese enhanced MRI (MEMRI): neurophysiological applications. Reviews in the Neurosciences 2011; 22: 675-694.
- Kikuta S, Nakamura Y, Yamamura Y, et al. Quantitative activation-induced manganese-enhanced MRI reveals severity of Parkinson’s disease in mice. Scientific Reports 2015; 5: 12800.
- Parkinson's Disease Foundation. Statistics on Parkinson's. Available at: http://www.pdf.org/en/parkinson_statistics. Accessed: May 2016.
- Silva AC & Bock NA. Manganese-Enhanced MRI: An Exceptional Tool in Translational Neuroimaging. Schizophrenia Bulletin 2008; 34: 595-604.
