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慢性痛(特别是慢性神经病理痛)和抑郁症(特别是重型抑郁症)都是目前临床较常见的慢性疾病。慢性痛患者往往伴随着抑郁的倾向。这两种疾病的致病机制目前尚不十分清楚，治疗也相当困难。近年来，疾病动物模型的磁共振研究作为连接临床和基础研究的“桥梁”正越来越引起研究者们的关注。本论文工作利用磁共振成像与波谱技术对慢性神经病理痛和抑郁样动物模型进行了系统研究，为进一步理解这两种疾病的病生理机制提供了基础数据。
论文的第一章简介了论文的相关研究背景和磁共振技术。重点介绍了锰离子增强磁共振成像(MEMRI)和高分辨磁共振波谱技术。
论文的第二章利用经典的福尔马林致急性痛小鼠模型，探讨了MEMRI用于研究疼痛神经机制的可能性，并创新性地将基于全脑逐体素统计分析的图像处理方法应用于MEMRI数据处理中。结果发现，MEMRI得到的结果与前人用其它方法的结果一致，即福尔马林诱发的急性痛显著激活小鼠对侧次级体感区(S2)/岛叶及丘脑等脑区，但各脑区未见显著负激活。
第三章在第二章的基础上使用MEMRI结合行为学及c-fos免疫组织化学方法探讨了由慢性压迫性损伤(CCI)诱发的慢性神经病理痛模型小鼠在清醒、自由活动情况下的脑功能活动的变化。结果发现CCI除了激活经典的皮层及皮层下痛觉网络(如初级/次级体感皮层，扣带皮层，岛叶，杏仁核的j下激活，丘脑的负激活)以外，还造成下行调制系统及奖赏系统的活动减低。第二章和第三章的结果表明痛觉下行调制系统及奖赏系统的活动减低可能是慢性神经病理痛与急性痛在脑机制上的主要区别。此外，我们还发现：在CCI致慢性神经病理痛小鼠模型中，多个非痛感觉相关脑区(初级/次级听/视皮层和梨状皮层等)的活动水平与热痛敏评分显著正相关。这些结果为前人提出的慢性痛可能诱发感觉系统敏感性增强这一论断提供了实验支持。以上结果为进一步澄清慢性神经病理痛的中枢神经机制，研发新型的治疗方案提供了理论依据和指导。
论文第四章用磁共振波谱技术探讨两种抑郁动物模型的建立正确性(constructvalidity)，以为临床抑郁症的转化性研究提供动物模型的实验支持。通过系列经典行为学测试方法(包括糖水测试，开场测试(OPT)和强迫游泳测试(FST))系统评价了慢性强迫游泳应激(CFSS)和慢性不可预知应激(CUS)模型中动物的抑郁样行为及症状；用离体高分辨磁共振波谱(ex vivo1HNMR)技术检测这两种抑郁模型大鼠脑组织(前额叶和海马)萃取液中小分子代谢物的变化；并在此基础上分析了这两种抑郁动物模型的病因正确性和症状正确性。我们的结果发现：尽管具体的表现形式存在差异，CFSS和CUS应激四周模型大鼠均出现了类似临床抑郁患者的快感缺失，绝望，活动减少及体重减轻等抑郁样行为及症状。以上结果表明这两种抑郁模型大鼠都具有良好的症状正确性，其行为上的差异可能与不同的应激方式有关。Ex vivo1H NMR的结果显示CFSS应激四周后出现了与临床重型抑郁症患者类似的代谢异常表现：前额叶中谷氨酸(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、牛磺酸、Glx(Glu+Gln)及海马中的Glu、牛磺酸、Glx以及Glu/GABA(γ-氨基丁酸)等出现显著减低。这些结果表明CFSS大鼠模型出现了明显的中枢谷氨酸系统异常，这为利用这一模型开发针对中枢谷氨酸系统的抗抑郁药的研究提供了依据。