人体的疼痛感知、运动控制与情绪调节等高级功能，依赖于大脑与脊髓之间的精密协同。大脑是决策与指挥的核心中枢，脊髓承担信号传导与反射调控的关键任务。两者高效互动，确保身体与意识的统一运作。
但是，受限于传统磁共振成像技术的硬件范围与信噪比，多数研究聚焦于大脑或脊髓的局部活动。如何在一次成像中便捷地同步捕捉大脑与脊髓的神经信号，继而在整体上刻画中枢神经系统的动态协作，是神经影像学领域的技术瓶颈。
近期，中国科学院心理研究所研究员孔亚卓团队，优化了同步脑–脊髓功能磁共振成像方案，建立了配套的脑–脊髓联合分析与质量控制流程。该成果被命名为CoSpine，以开放数据库形式在Scientific Data正式发表。
CoSpine成像方案实现了覆盖大脑、脑干、小脑及颈段脊髓的单视野同步采集。这一方案融合多频带并行采集与并行重建算法，可保持1.5毫米高空间分辨率，提升了时间采样效率与图像质量。该策略使皮层-脑干-脊髓神经信号得以在一次扫描中连续获取，为脑–脊髓功能交互研究奠定了方法学基础。
在成像方法之外，研究还构建了基于本成像方案的数据预处理与统计分析框架，实现了数据采集、预处理到标准化配准的系统化优化流程。该流程整合国际主流软件包，并针对脊髓解剖结构的特殊性进行多项算法优化。研究结合呼吸与心跳信号的实时记录，利用生理噪声建模方法实现多层去噪，提升了信号的稳定性。同时，针对脑干和脊髓易受磁场不均影响的问题，方案引入局部匀场优化与反向相位B₀校正策略，减少了几何形变和信号丢失。研究显示，经预处理后的图像信噪比显著提升。
CoSpine数据库包含两个采集站点，共61名健康参与者的同步脑–脊髓原始影像、任务设计及生理记录数据，涵盖两种经典任务范式，验证了上述成像方案与分析流程在不同功能系统中的稳定性。
CoSpine数据库已在OpenNeuro平台正式上线，并在GitHub（LINIP-share/CoSpine）同步开放分析代码与说明文件。
研究工作得到国家自然科学基金委员会和科学技术部等的支持。
论文链接
CoSpine功能与结构成像的采集方案及示意图
结构和功能像的数据处理框架
经典接触性热痛和主动运动任务诱发脑-脊髓激活
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