[00119094]基于腦連接信息的腦網絡組圖譜構建

人類腦圖譜是研究腦結構和功能的基礎,腦圖譜的出現和不斷完善對腦科學基礎及臨床研究具有重要的意義。但是,由于人腦腦區數量眾多、個體變異明顯,加之目前對其各區域亞區數目及其邊界和連接模式也尚未完全明確,缺乏精細的腦圖譜,很大程度上限制了對腦功能及功能障礙病理機制的認識。為改變這一現狀,解決目前腦科學和腦疾病研究的迫切需求,針對現有腦圖譜存在的以上本質問題,該項目突破傳統腦圖譜繪制的瓶頸,引入腦連接信息對腦區進行精細劃分和圖譜繪制的全新思想和方法,成功繪制出全新的人類腦網絡組圖譜,該腦圖譜包括 246 個精細腦區亞區,是比現有腦圖譜既具有更精細的腦區劃分、又具有亞區解剖與功能連接模式的全新活體腦圖譜。腦網絡組圖譜繪制的新思想和新方法開辟了人類腦圖譜繪制的新領域。主要原創性如下： （1） 突破傳統解剖學構建腦圖譜的方式,引入了利用腦連接信息建立腦圖譜的新思想,成功繪制出全新的人類腦圖譜: 腦網絡組圖譜。澳洲科學院院士 G. Paxinos 教授撰寫評述文章,詳盡闡釋了腦網絡組圖譜的價值和意義,并以“人類腦網絡組圖譜：腦圖譜繪制的新篇章（Human brainnetome atlas: a new chapter of brain cartography）”為題高度評價了該研究工作。目前,腦網絡組圖譜已經被國內外幾十家大學、研究機構以及醫院使用,開展腦認知和腦疾病相關研究。 （2） 建立了基于解剖連接模式的腦區精細劃分框架,提出了針對不同解剖學類型腦區的精細亞區劃分方案,為全腦尺度腦網絡組圖譜的構建奠定了基礎。德國 Juelich 研究所的著名解剖學家 K.Amunts 教授認為“基于腦連接信息進行腦區劃分的結果與經典細胞構筑與受體配布等組織學方法獲得高度一致的結果”, 這一結論為腦網絡組圖譜生物學基礎提供了堅實證據。 （3） 發展了腦網絡組圖譜適用性的驗證方法體系,建立了從精細亞區及其連接模式水平上,理解正常與異常狀態下人腦結構和功能的應用示范。美國亞利桑那大學的 L. Ryan 教授指出本項目中“人類的尾側嗅周皮層亞區連接前顳和后內記憶網絡”的發現,為明確前顳-后內記憶系統編碼的空間與非空間信息是否進行信息整合提供了解剖學證據。 6篇代表性論文被 Science、Nature Neuroscience、Neuron 等國際一流雜志多次正面引用,主要發現和結論獲得包括澳州科學院院士、英國皇家學會院士等國際權威專家的正面評述,以及德國 Juelich 研究所、美國 Allen 腦研究所等國際頂級腦圖譜繪制研究團隊的多次引證。人類腦網絡組圖譜的成功繪制入選兩院院士評選的 “2016 年中國十大科技進展新聞”,以及 “2016 年中國十大醫學進展” ,并作為基礎類研究方面取得的重大突破入選“中國科學院 2016 年度重大科技成果”。2018 年,人類腦網絡組圖譜作為腦功能圖譜的核心內容入選“中國科學院改革開放四十年40 項標志性科技成果”之一。腦網絡組圖譜的成功繪制對腦科學和類腦智能研究具有重要的科學價值,將為基于影像大數據發現腦疾病早期診斷和療效評價的生物標志,理解腦疾病發生發展機理提供全新工具,具有重大的科學意義和社會價值。