清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波課題組與國(guó)際團(tuán)隊(duì)合作在《自然·神經(jīng)科學(xué)》發(fā)文
報(bào)道個(gè)體腦功能網(wǎng)絡(luò)劃分新方法
清華新聞網(wǎng)11月12日電 11月9日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系洪波課題組和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院麻省總院合作在《自然·神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）在線(xiàn)發(fā)表題為《大腦皮層個(gè)體網(wǎng)絡(luò)的劃分》（Parcellating Cortical Functional Networks in Individuals）的研究論文，報(bào)道了采用功能磁共振信號(hào)迭代剖分實(shí)現(xiàn)大腦皮層個(gè)體功能網(wǎng)絡(luò)劃分的新方法，為癲癇、腦瘤等神經(jīng)外科手術(shù)的精準(zhǔn)規(guī)劃以及神經(jīng)疾病治療新藥的在體評(píng)估提供了準(zhǔn)確無(wú)創(chuàng)的新路徑。該研究由哈佛大學(xué)和清華大學(xué)等10多家研究機(jī)構(gòu)合作完成。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院放射影像系劉河生教授和清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系洪波研究員是論文共同通訊作者，第一作者為哈佛大學(xué)講師王聃紅博士。
大腦網(wǎng)絡(luò)劃分的個(gè)體差異與時(shí)間一致性。
大腦皮層由不同的功能網(wǎng)絡(luò)組成，這些網(wǎng)絡(luò)分別實(shí)現(xiàn)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等與外界交互的初級(jí)功能，以及語(yǔ)言、注意、記憶等高級(jí)認(rèn)知功能。不同個(gè)體的功能網(wǎng)絡(luò)劃分因?yàn)閭€(gè)體經(jīng)歷和遺傳基因的不同，有顯著的差異，高級(jí)認(rèn)知功能網(wǎng)絡(luò)在個(gè)體之間的差異更大。神經(jīng)外科手術(shù)或者神經(jīng)刺激治療中，需要知道病人個(gè)體精準(zhǔn)的腦網(wǎng)絡(luò)劃分，以免破壞重要的腦功能。傳統(tǒng)的功能磁共振成像方法通常只能在群體水平上定量腦功能網(wǎng)絡(luò)，難以準(zhǔn)確刻畫(huà)個(gè)體腦網(wǎng)絡(luò)劃分，因而無(wú)法在臨床中廣泛應(yīng)用。
該項(xiàng)研究以平均腦網(wǎng)絡(luò)的劃分為先驗(yàn)知識(shí)，采用靜息態(tài)磁共振或者任務(wù)態(tài)磁共振的自發(fā)信號(hào)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種穩(wěn)健精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)迭代剖分方法，把個(gè)體大腦皮層劃分為18個(gè)功能網(wǎng)絡(luò)。采用這種新方法所得到的功能網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于同一個(gè)體在不同時(shí)間的測(cè)量非常穩(wěn)定，不同個(gè)體的差異性因而得到準(zhǔn)確刻畫(huà)，特別是語(yǔ)言、注意、記憶等高級(jí)功能網(wǎng)絡(luò)。以臨床神經(jīng)外科手術(shù)中的直接電刺激得到的網(wǎng)絡(luò)劃分為標(biāo)準(zhǔn)，該剖分方法的敏感性和特異性顯著高于傳統(tǒng)任務(wù)態(tài)磁共振成像以及解剖標(biāo)志點(diǎn)方法。該方法用于國(guó)際人腦連接組項(xiàng)目（Human Connectome Project）的數(shù)據(jù)，在個(gè)體水平上清楚地驗(yàn)證了大腦語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)的偏側(cè)化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)注意網(wǎng)絡(luò)也具有偏側(cè)性,并且在左利手和右利手人群中有顯著差異。該方法首次實(shí)現(xiàn)了個(gè)體腦網(wǎng)絡(luò)的無(wú)創(chuàng)精確劃分，將大大拓展功能磁共振在神經(jīng)疾病的臨床診斷和治療上的應(yīng)用，并為神經(jīng)疾病治療藥物的研發(fā)提供了以個(gè)體腦網(wǎng)絡(luò)為基準(zhǔn)的定量評(píng)估方法。
醫(yī)學(xué)院洪波課題組把神經(jīng)影像和神經(jīng)電生理信號(hào)分析方法結(jié)合起來(lái)，專(zhuān)注于研究高級(jí)腦功能網(wǎng)絡(luò)在感覺(jué)和認(rèn)知過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，并應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)規(guī)劃和腦機(jī)接口。最近該課題組和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院麻省總院、清華大學(xué)玉泉醫(yī)院左煥琮教授團(tuán)隊(duì)合作完成的病人手術(shù)前功能網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃新方法也在神經(jīng)影像學(xué)的頂尖期刊《神經(jīng)影像》（NeuroImage）在線(xiàn)發(fā)表。
論文鏈接：
Nature Neuroscience
http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4164.html
NeuroImage
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811915008459
供稿：醫(yī)學(xué)院 學(xué)生編輯：小奇
