The purpose of this study is to create a white matter atlas of the human brain using diffusion tensor imaging (DTI) tractography and to describe the constant and variable features of the major pathways. DTI was acquired from 40 healthy right-handed adults and reconstructed tracts mapped within a common reference space (MNI). Group effect maps of each tract defined constant anatomical features while overlap maps were generated to study inter-subject variability and to compare DTI derived anatomy with a histological atlas. Two patients were studied to assess the localizing validity of the atlas. The DTI-derived maps are overall consistent with a previously published histological atlas. A statistically significant leftward asymmetry was found for the volume and number of streamlines of the cortico-spinal tract and the direct connections between Broca's and Wernicke's territories (long segment). A statistically significant rightward asymmetry was found for the inferior fronto-occipital fasciculus and the fronto-parietal connections (anterior segment) of the arcuate fasciculus. Furthermore, males showed a left lateralization of the fronto-temporal segment of the arcuate fasciculus (long segment), while females had a more bilateral distribution. In two patients with brain lesions, DTI was acquired and tractography used to show that the tracts affected by the lesions were correctly identified by the atlas. This study suggests that DTI-derived maps can be used together with a previous histological atlas to establish the relationship of focal lesions with nearby tracts and improve clinico-anatomical correlation.

Brain tumor metabolism was studied with hydrogen-1 magnetic resonance spectroscopy and positron emission tomography with fluorine-18 fluorodeoxyglucose in 50 patients. N-acetylaspartate (NAA) was generally decreased in tumors and radiation necrosis but was somewhat preserved at neoplasm margins. Choline was increased in most solid tumors. Solid high-grade gliomas had higher normalized choline values than did solid low-grade gliomas (P < .02), but the normalized choline value was not a discriminator of tumor grade, since necrotic high-grade lesions had reduced choline values. Serial studies in one case showed an increase in choline as the glioma underwent malignant degeneration. Choline values were lower in chronic radiation necrosis than in solid anaplastic tumors (P < .001). In two cases studied before and after treatment, clinical improvement and a reduction in choline followed therapy. Lactate is more likely to be found in high-grade gliomas, but its presence is not a reliable indicator of malignancy.

To determine the values of iron accumulation in the basal ganglia of healthy volunteers of different ages with R2* and raw signal intensity measurements from T1-weighted magnetic resonance (MR) images, supported by voxel-based relaxometry (VBR), and to compare them with previously reported iron concentrations found in autopsy material.The ethics committee approved the study, and the participants or their parents gave written informed consent. Eighty subjects (41 female and 39 male subjects; age range, 1-80 years) were examined at 1.5 T. For each subject, R2* values were calculated. Curves for R2* versus age were obtained for globus pallidus (GP), putamen, caudate nucleus, substantia nigra (SN), and frontal white matter (FWM). To highlight possible differences in iron concentration among the age decades, VBR was applied. Signal intensity values were estimated on T1-weighted fast low-angle shot images, and regions of interest were drawn in each nucleus. R2* values were also compared with iron concentrations reported in a postmortem study. Statistical analysis was performed (t test), and a difference with P < .05 (FDR corrected) was significant.The curves for R2* versus age showed an exponential increase with increasing age in all the basal ganglia. VBR demonstrated significant differences (P < .05, corrected) in the comparison between the 2nd and the following decades for lenticular nuclei. Good correlation coefficients were found for GP (R(2) = 0.64), putamen (R(2) = 0.51), and SN (R(2) = 0.53) when compared with findings in the postmortem study. Signal intensity curves were similar to the R2* curves.R2* measurements can be used to quantify brain iron accumulation and thus may allow better evaluation of neurodegenerative diseases associated with iron deposition.

Hypomyelination is observed in the context of a growing number of genetic disorders that share clinical characteristics. The aim of this study was to determine the possible role of magnetic resonance imaging pattern recognition in distinguishing different hypomyelinating disorders, which would facilitate the diagnostic process. Only patients with hypomyelination of known cause were included in this retrospective study. A total of 112 patients with Pelizaeus-Merzbacher disease, hypomyelination with congenital cataract, hypomyelination with hypogonadotropic hypogonadism and hypodontia, Pelizaeus-Merzbacher-like disease, infantile GM1 and GM2 gangliosidosis, Salla disease and fucosidosis were included. The brain scans were rated using a standard scoring list; the raters were blinded to the diagnoses. Grouping of the patients was based on cluster analysis. Ten clusters of patients with similar magnetic resonance imaging abnormalities were identified. The most important discriminating items were early cerebellar atrophy, homogeneity of the white matter signal on T(2)-weighted images, abnormal signal intensity of the basal ganglia, signal abnormalities in the pons and additional T(2) lesions in the deep white matter. Eight clusters each represented mainly a single disorder (i.e. Pelizaeus-Merzbacher disease, hypomyelination with congenital cataract, hypomyelination with hypogonadotropic hypogonadism and hypodontia, infantile GM1 and GM2 gangliosidosis, Pelizaeus-Merzbacher-like disease and fucosidosis); only two clusters contained multiple diseases. Pelizaeus-Merzbacher-like disease was divided between two clusters and Salla disease did not cluster at all. This study shows that it is possible to separate patients with hypomyelination disorders of known cause in clusters based on magnetic resonance imaging abnormalities alone. In most cases of Pelizaeus-Merzbacher disease, hypomyelination with congenital cataract, hypomyelination with hypogonadotropic hypogonadism and hypodontia, Pelizaeus-Merzbacher-like disease, infantile GM1 and GM2 gangliosidosis and fucosidosis, the imaging pattern gives clues for the diagnosis.

Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) is a rare, fatal, rapidly progressive neurodegenerative disease resulting from an accumulation of misfolded prion proteins (PrP). CJD affects 1-2 new individuals per million each year, and the sporadic type accounts for 90% of those cases. Though the median age at onset and disease duration vary depending on the subtype of sporadic CJD (sCJD), the disease typically affects middle-aged to elderly individuals with a median survival of 4-6 months. sCJD in younger individuals is extremely rare. Here, we present a 21-year-old female who died with a sporadic prion disease. She presented with psychiatric symptoms followed by a rapidly progressive neurocognitive and motor decline. EEG was negative for periodic sharp wave complexes; however, brain MRI was suggestive of prion disease. The cerebrospinal fluid (CSF) real-time quaking-induced conversion (RT-QuIC) assay was indeterminate. Neuropathologic examination at autopsy revealed severe neuronal loss and gliosis with secondary white matter degeneration but minimal spongiform changes and PrP deposits in the cerebellum and neocortex by immunohistochemistry. Absence of pathogenic mutations and methionine/valine heterozygosity at codon 129 of the prion protein gene (PRNP), atypical type 1 protease-resistant PrP that lacks or shows underrepresentation of the diglycosylated PrP isoform by western blot analysis, and no acquired prion disease risk factors resulted in a final diagnosis of atypical sCJD. Very young onset sCJD often has atypical clinical presentations and disease progression, neuropathological examination results, and/or laboratory test results that may confound diagnosis. It is critical to perform thorough, comprehensive evaluations to make an accurate diagnosis, which includes autopsy confirmation with histology, prion protein typing and prion gene sequencing.