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Erschienen in:

14.01.2022 | Neuro

Structural and functional neuroimaging of the effects of the gut microbiome

verfasst von: Rodrigo A. Montoro, Ajay P. Singh, John-Paul J. Yu

Erschienen in: European Radiology | Ausgabe 6/2022

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Abstract

Interactions between intestinal microbiota and the central nervous system profoundly influence brain structure and function. Over the past 15 years, intense research efforts have uncovered the significant association between gut microbial dysbiosis and neurologic, neurodegenerative, and psychiatric disorders; however, our understanding of the effect of gut microbiota on quantitative neuroimaging measures of brain microstructure and function remains limited. Many current gut microbiome studies specifically focus on discovering correlations between specific microbes and neurologic disease states that, while important, leave critical mechanistic questions unanswered. To address this significant gap in knowledge, quantitative structural and functional brain imaging has emerged as a vital bridge and as the next step in understanding how the gut microbiome influences the brain. In this review, we examine the current state-of-the-art, raise awareness of this important topic, and aim to highlight immense new opportunities—in both research and clinical imaging—for the imaging community in this emerging field of study. Our review also highlights the potential for preclinical imaging of germ-free and gnotobiotic models to significantly advance our understanding of the causal mechanisms by which the gut microbiome alters neural microstructure and function.

Key Points

Alterations to the gut microbiome can significantly influence brain structure and function in health and disease.
Quantitative neuroimaging can help elucidate the effect of gut microbiota on the brain and with future translational advances, neuroimaging will be critical for both diagnostic assessment and therapeutic monitoring.
Literatur
13.
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Zurück zum Zitat Feng T, Hilal MG, Wang Y et al (2021) Differences in gut microbiome composition and antibiotic resistance gene distribution between Chinese and Pakistani University Students from a Common Peer Group. Microorganisms 9 Feng T, Hilal MG, Wang Y et al (2021) Differences in gut microbiome composition and antibiotic resistance gene distribution between Chinese and Pakistani University Students from a Common Peer Group. Microorganisms 9
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Zurück zum Zitat Mechelli A, Price CJ, Friston KJ, Ashburner J (2005) Voxel-based morphometry of the human brain: methods and applications. Curr Med Imaging 1:105–113 Mechelli A, Price CJ, Friston KJ, Ashburner J (2005) Voxel-based morphometry of the human brain: methods and applications. Curr Med Imaging 1:105–113
Metadaten
Titel
Structural and functional neuroimaging of the effects of the gut microbiome
verfasst von
Rodrigo A. Montoro
Ajay P. Singh
John-Paul J. Yu
Publikationsdatum
14.01.2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Radiology / Ausgabe 6/2022
Print ISSN: 0938-7994
Elektronische ISSN: 1432-1084
DOI
https://doi.org/10.1007/s00330-021-08486-5

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