颅内溶质运输的机制是人类脑健康的基础,其变化通常与疾病和功能障碍有关,并有独特的个性化诊断和治疗机会。然而,我们对这些机制及其相互作用的理解仍然不完整,部分原因是跨尺度,物种和不同模态之间的洞察力的复杂性。在这里,我们结合了混合尺寸建模,多模式磁共振图像和高性能计算,以构建和探索人类颅内分子富集的高保真性内部模型。该模型预测了在蛛网膜下腔,心室系统和脑实质的图像衍生几何表示中溶质的颞空间扩散,包括表面周围空间(PVSS)的网络。我们的发现强调了脑脊液(CSF)产生和颅内搏动性对鞘内示踪剂注射后分子富集的显着影响。我们证明,低频血管舒张症会在表面PVS网络中引起中度CSF流量,从而大大增强了示踪剂的富集,并且富集受损是PVS扩大的直接自然结果。因此,这个公开可用的技术平台为整合了关于神经胶体扩散,血管动力学,颅内搏动性,CSF的产生和外排的单独观察的机会,并探索了人脑中的药物输送和清除率。
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