[00119094]基于脑连接信息的脑网络组图谱构建

人类脑图谱是研究脑结构和功能的基础,脑图谱的出现和不断完善对脑科学基础及临床研究具有重要的意义。但是,由于人脑脑区数量众多、个体变异明显,加之目前对其各区域亚区数目及其边界和连接模式也尚未完全明确,缺乏精细的脑图谱,很大程度上限制了对脑功能及功能障碍病理机制的认识。为改变这一现状,解决目前脑科学和脑疾病研究的迫切需求,针对现有脑图谱存在的以上本质问题,该项目突破传统脑图谱绘制的瓶颈,引入脑连接信息对脑区进行精细划分和图谱绘制的全新思想和方法,成功绘制出全新的人类脑网络组图谱,该脑图谱包括 246 个精细脑区亚区,是比现有脑图谱既具有更精细的脑区划分、又具有亚区解剖与功能连接模式的全新活体脑图谱。脑网络组图谱绘制的新思想和新方法开辟了人类脑图谱绘制的新领域。主要原创性如下： （1） 突破传统解剖学构建脑图谱的方式,引入了利用脑连接信息建立脑图谱的新思想,成功绘制出全新的人类脑图谱: 脑网络组图谱。澳洲科学院院士 G. Paxinos 教授撰写评述文章,详尽阐释了脑网络组图谱的价值和意义,并以“人类脑网络组图谱：脑图谱绘制的新篇章（Human brainnetome atlas: a new chapter of brain cartography）”为题高度评价了该研究工作。目前,脑网络组图谱已经被国内外几十家大学、研究机构以及医院使用,开展脑认知和脑疾病相关研究。 （2） 建立了基于解剖连接模式的脑区精细划分框架,提出了针对不同解剖学类型脑区的精细亚区划分方案,为全脑尺度脑网络组图谱的构建奠定了基础。德国 Juelich 研究所的著名解剖学家 K.Amunts 教授认为“基于脑连接信息进行脑区划分的结果与经典细胞构筑与受体配布等组织学方法获得高度一致的结果”, 这一结论为脑网络组图谱生物学基础提供了坚实证据。 （3） 发展了脑网络组图谱适用性的验证方法体系,建立了从精细亚区及其连接模式水平上,理解正常与异常状态下人脑结构和功能的应用示范。美国亚利桑那大学的 L. Ryan 教授指出本项目中“人类的尾侧嗅周皮层亚区连接前颞和后内记忆网络”的发现,为明确前颞-后内记忆系统编码的空间与非空间信息是否进行信息整合提供了解剖学证据。 6篇代表性论文被 Science、Nature Neuroscience、Neuron 等国际一流杂志多次正面引用,主要发现和结论获得包括澳州科学院院士、英国皇家学会院士等国际权威专家的正面评述,以及德国 Juelich 研究所、美国 Allen 脑研究所等国际顶级脑图谱绘制研究团队的多次引证。人类脑网络组图谱的成功绘制入选两院院士评选的 “2016 年中国十大科技进展新闻”,以及 “2016 年中国十大医学进展” ,并作为基础类研究方面取得的重大突破入选“中国科学院 2016 年度重大科技成果”。2018 年,人类脑网络组图谱作为脑功能图谱的核心内容入选“中国科学院改革开放四十年40 项标志性科技成果”之一。脑网络组图谱的成功绘制对脑科学和类脑智能研究具有重要的科学价值,将为基于影像大数据发现脑疾病早期诊断和疗效评价的生物标志,理解脑疾病发生发展机理提供全新工具,具有重大的科学意义和社会价值。