BraDiPho（脑解剖摄影测量，Brain Dissection Photogrammetry的缩写）是一种用于研究人脑白质连接的创新工具。这一逼真图谱由特伦托大学（University of Trento）、特伦托省卫生服务局（Provincial Healthcare Service of Trento）、布鲁诺·凯斯勒基金会（Fondazione Bruno Kessler）以及波尔多大学（Universities of Bordeaux）和舍布鲁克大学（Sherbrooke）的研究团队共同开发。
该发表论文报告了超过5年合作的成果，并介绍了一种新工具，科学界可利用它精确整合离体解剖（ex-vivo dissection）和活体纤维束成像（in-vivo tractography）数据。这两种互补技术此前从未被整合用于人脑白质连接研究，这证实了一个新的研究趋势，即多学科能力的融合，此处特指临床神经科学与人工智能的结合。
该研究为神经外科在脑肿瘤治疗、退行性神经疾病干预以及通过神经可塑性潜力进行神经康复方面开辟了新前沿。
BraDiPho在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表的一篇论文中进行了介绍，劳拉·瓦瓦索里（Laura Vavassori）为第一作者。她是特伦托大学（University of Trento）脑/心智科学中心（Cimec）的博士生。
该研究采用融合临床神经科学、人工智能和神经解剖学的跨学科方法，由以下人员协调：西尔维奥·萨鲁博（Silvio Sarubbo），特伦托大学（UniTrento）医学科学中心（Cismed）、脑/心智科学中心（Cimec）和细胞、计算与整合生物学系（Cibio）教授，以及特伦托圣琪亚拉医院（Santa Chiara Hospital）神经外科手术单元主任；保罗·阿韦萨尼（Paolo Avesani），布鲁诺·凯斯勒基金会（Fondazione Bruno Kessler）增强智能中心神经信息学实验室（NILab）负责人；劳伦特·皮耶（Laurent Petit），波尔多大学（University of Bordeaux）研究员。神经外科与解剖病理学手术单元之间的合作发挥了关键作用，后者由马蒂亚·巴尔巴雷斯基（Mattia Barbareschi）领导，他是Cismed和Cibio系的教授，特别提供了实验室和解剖标本。
西尔维奥·萨鲁博用一个有效的比喻解释了这一创新如何使特伦托成为全球参考点：人脑是一个世界，而BraDiPho是一张3D地图，使专业人士能够在准备神经外科手术或研究、教授神经解剖学时，识别脑功能的"高速公路"并精确定位。
该工具在白质研究领域充当向导，意大利和欧洲在该领域处于领先地位，为神经肿瘤学和神经调控（neuromodulation）开辟了新的治疗前景，后者"被公认为治疗各种神经和精神疾病的新兴前沿之一。"
起点
"对脑连接结构的了解在临床环境中非常重要，科学界正努力扩展这方面的知识，"萨鲁博解释道。
"最重要的是，我们正努力以最小侵入性的方式工作。在过去的二十年中，扩散MRI纤维束成像被广泛用于重建纤维通路：该技术计算白质内水的扩散系数，并生成衍生图像。"
"然而，该技术存在一些局限性，并产生许多假阳性结果。因此，有必要回归基础解剖学来验证结果。迄今为止，唯一的方法是通过显微解剖，即在实验室中对组织进行离体（ex-vivo）解剖。"
数千张图像生成3D模型
正如研究人员所解释的，到目前为止的问题是缺乏将离体（ex-vivo）整合到活体（in-vivo）空间的方法，这正是研究的起点。事实上，这篇论文讲述了萨鲁博和阿韦萨尼团队如何解决这一问题，成功以虚拟方式忠实地再现离体解剖结构。他们使用了BraDiPho工具。
"这是首次，该工具将解剖标本置于放射学空间中，"这位神经外科医生说道。"现在，离体和活体解剖可以融合，我们可以进行比较、交叉分析并进行定量测量：简而言之，进行的评估不仅是定性的（即视觉的），而且是定量的。"
"我们不是对解剖标本拍摄单一图像，而是拍摄数千张，不同时刻。我们谈论的是由两台超高分辨率相机拍摄的数千张照片，它们以每度一拍的方式环绕360度，从不同角度拍摄，这些照片借助人工智能转化为解剖标本的高分辨率3D模型。该模型可以与磁共振成像相结合。"
人工智能的作用
"人工智能，"阿韦萨尼回忆道，"对个体脑连接重建做出了决定性贡献，允许对纤维网络及其解剖变异进行个性化分析。但我们知道，特别是在临床环境中，其结果必须可解释且可理解。脑离体解剖的摄影测量模型提供了基本的解剖参考，使临床医生能够将纤维束成像置于上下文中，并更有意识地整合人工智能生成的数据。"
"如果我们展望个性化医学的未来，"阿韦萨尼继续说道，"一个关键挑战是区分内在的个体差异与规范模型的病理偏离。人工智能是解决这一挑战的基本工具，这归功于其整合和分析多维且高度复杂数据的能力。"
外科、临床和教学的新前沿
迄今为止，已有12个解剖标本被转化为摄影测量模型，并免费在线提供给整个科学界。萨鲁博表示，在文章中，我们展示了"一种验证和认证解剖信息的新方法：世界各地的实验室都将能够下载我们用作示例的解剖解剖和纤维束重建。"
"在世界任何神经外科部门，"他继续说道，"神经外科医生都可以下载这些模型，并将他们将要手术的肿瘤叠加其上，在结构背景下观察它，了解其解剖结构并更好地规划治疗策略。"
一张真正的地图，将引导神经外科医生通过功能系统操作，而不会损坏它们。萨鲁博解释道："这是一本真正的脑图谱，一种用于比较离体和活体解剖并实质重建真实解剖的资源，它对规划和研究手术程序非常有用，也可用于培训未来的医生和专家。我们已经在特伦托大学（University of Trento）用于'脑功能解剖学'课程。"
但确切了解人脑的构造也意味着能够在其他方面采取行动。萨鲁博表示："该技术超越了学术环境。它还意味着能够做出手术决策。从临床角度看，例如在治疗某些神经疾病时，了解大脑哪一部分首先退化以及在哪里干预以再生、刺激或神经调控是非常有帮助的。"
神经调控是治疗各种神经疾病（如帕金森病等运动障碍）的新前沿。在这些情况下，治疗涉及例如对深部脑结构的刺激。然而，为了进一步改善治疗效果，它们与人脑其他部分的连接的许多方面仍有待探索。重要的是要知道需要调控什么，以便能够精确干预。BraDiPho在这方面帮助了我们。
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