记者20日从中国科学院获悉,该院自动化研究所脑网络组研究中心蒋田仔团队联合国内外其他团队经过6年的努力,成功绘制出全新的人类脑图谱,即脑网络组图谱。该项研究的最新成果——全脑精细分区图谱及其全脑连接图谱在国际学术期刊《大脑皮层》上在线发表。
第一个人类全脑连接图谱
人类脑图谱是理解脑的结构和功能的基石。目前最常用的脑图谱还是100多年前德国神经科学家布罗德曼在单个人的尸体组织标本上利用细胞构筑绘制的脑图谱,即Brodmann图谱。近年来虽然出现了一些利用磁共振成像技术构建的脑图谱,但对脑区划分粗糙,很难与脑的功能解剖相对应。
中科院自动化所团队突破了100多年来传统脑图谱绘制的瓶颈,提出了“利用脑结构和功能连接信息”绘制脑网络组图谱的全新思路和方法。他们绘制的脑网络组图谱包括246个精细脑区亚区,比传统的Brodmann图谱精细4到5倍,具有客观精准的边界定位,第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱。
认识脑疾病的利器
中科院自动化所副研究员樊令仲表示,脑网络组图谱能够提供每个亚区的结构和功能连接模式,这为研究脑与行为的关系提供了不可或缺的工具,为理解人脑结构和功能开辟了新途径,并对未来类脑智能系统的设计提供了重要启示。
他介绍说,脑网络组图谱将为神经及精神疾病的新一代诊断、治疗技术奠定基础,并能够为脑中风损伤区域及癫痫病灶的定位、神经外科手术中的脑胶质瘤精确切除等提供帮助,提高诊断质量与治疗效果。
据了解,这项系统性研究工作自2011年以来陆续在《神经科学杂志》《人类脑成像》等本领域知名刊物上发表论文20多篇。目前,脑网络组图谱已实现开放共享,引起国内外同行高度关注,如国际神经信息学协调委员会已在第一时间在线发布了该图谱,欧盟人脑计划也即将在其神经信息平台公开发布该图谱。
人类脑图谱为脑部研究“导航”
脑是人体最为复杂的器官,如果想知道大脑是如何工作的,就必须有一个脑图谱,为脑部研究“导航”。
脑图谱一直以来都是研究脑结构和功能及脑疾病的重要手段。
为什么要建立脑网络组图谱
·有些脑图谱未考虑个体变异
·许多脑区的划分依据大体
解剖标志
·许多功能复杂脑区的功能
亚区的边界不明确
·很多脑图谱基本上是来源于
西方人的数据,不具备东方
人的特征
全新的人类脑图谱
边界定位客观精准,有更精细的脑区划分
第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱
【突破】
【意义】
脑网络组图谱将成为解剖学、神经科学、认知科学、神经心理学、神经病学、精神病和信息科学等学科的共同科学前沿
为脑科学和脑疾病及类脑计算和智能技术的研究带来革命性变化
整理/刘桔制图/方磊