清華大學醫(yī)學院洪波課題組與國際團隊合作在《自然·神經科學》發(fā)文
報道個體腦功能網絡劃分新方法
清華新聞網11月12日電 11月9日，清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系洪波課題組和哈佛大學醫(yī)學院麻省總院合作在《自然·神經科學》（Nature Neuroscience）在線發(fā)表題為《大腦皮層個體網絡的劃分》（Parcellating Cortical Functional Networks in Individuals）的研究論文，報道了采用功能磁共振信號迭代剖分實現(xiàn)大腦皮層個體功能網絡劃分的新方法，為癲癇、腦瘤等神經外科手術的精準規(guī)劃以及神經疾病治療新藥的在體評估提供了準確無創(chuàng)的新路徑。該研究由哈佛大學和清華大學等10多家研究機構合作完成。哈佛大學醫(yī)學院放射影像系劉河生教授和清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學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講師王聃紅博士。
大腦網絡劃分的個體差異與時間一致性。
大腦皮層由不同的功能網絡組成，這些網絡分別實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺、運動等與外界交互的初級功能，以及語言、注意、記憶等高級認知功能。不同個體的功能網絡劃分因為個體經歷和遺傳基因的不同，有顯著的差異，高級認知功能網絡在個體之間的差異更大。神經外科手術或者神經刺激治療中，需要知道病人個體精準的腦網絡劃分，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絡，難以準確刻畫個體腦網絡劃分，因而無法在臨床中廣泛應用。
該項研究以平均腦網絡的劃分為先驗知識，采用靜息態(tài)磁共振或者任務態(tài)磁共振的自發(fā)信號，設計實現(xiàn)了一種穩(wěn)健精準的網絡迭代剖分方法，把個體大腦皮層劃分為18個功能網絡。采用這種新方法所得到的功能網絡，對于同一個體在不同時間的測量非常穩(wěn)定，不同個體的差異性因而得到準確刻畫，特別是語言、注意、記憶等高級功能網絡。以臨床神經外科手術中的直接電刺激得到的網絡劃分為標準，該剖分方法的敏感性和特異性顯著高于傳統(tǒng)任務態(tài)磁共振成像以及解剖標志點方法。該方法用于國際人腦連接組項目（Human Connectome Project）的數(shù)據，在個體水平上清楚地驗證了大腦語言網絡的偏側化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)注意網絡也具有偏側性,并且在左利手和右利手人群中有顯著差異。該方法首次實現(xiàn)了個體腦網絡的無創(chuàng)精確劃分，將大大拓展功能磁共振在神經疾病的臨床診斷和治療上的應用，并為神經疾病治療藥物的研發(fā)提供了以個體腦網絡為基準的定量評估方法。
醫(yī)學院洪波課題組把神經影像和神經電生理信號分析方法結合起來，專注于研究高級腦功能網絡在感覺和認知過程中的動態(tài)變化，并應用于神經外科手術規(guī)劃和腦機接口。最近該課題組和哈佛大學醫(yī)學院麻省總院、清華大學玉泉醫(yī)院左煥琮教授團隊合作完成的病人手術前功能網絡規(guī)劃新方法也在神經影像學的頂尖期刊《神經影像》（NeuroImage）在線發(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)學院 學生編輯：小奇
