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    脑图谱一直以来都是研究脑部结构和功能的重要手段。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。针对现有脑图谱的不足,脑网络组计划将采用多模态脑影像数据建立的脑功能和解剖连接模式,建立适合于脑疾病和脑网络研究、有明确生物学意义的脑图谱及其适用性的验证方法体系,为实现脑网络研究的源头创新提供基础,为基础及临床神经科学的研究提供有力的研究工具。

    目前,脑网络组联合天津医科大学附属总医院等单位,主要在“计算理论与方法”以及“基于多模态磁共振数据获得的连接信息进行脑区划分”两方面取得了部分研究成果。

    首先,在计算理论与方法方面, 建立了一套脑图谱构建所需较为完善的脑亚区划分方法体系,解决了亚区边界自动确定等一系列现有方法所面临的问题。针对包括结构磁共振、扩散磁共振成像以及静息态功能磁共振等多模态成像数据,对脑网络组图谱构建过程中所涉及的图像分割、配准以及模型估计等多个方面进行了研究(Hao et al., 2013, Jiang et al., 2013)。

    其次,我们在利用多模态磁共振数据获得的连接信息进行脑区划分方面, 对顶下小叶、顶上小叶、内后皮层、颞极、腹侧额叶皮层、额极、额上回、岛叶、扣带回以及小脑等功能复杂脑区提出了针对性的脑区划分方案,并从不同角度进行了验证,增进了对这些脑区的认识,为脑网络组图谱的构建奠定了基础。通过采用基于连接模式的脑区划分,一方面可将单一细胞构筑脑区在体划分为多个功能亚区,例如,对于经典Brodmann图谱中一直被认为是细胞构筑同质区的颞极、额极等皮层的亚区划分,获得了精细的亚区及连接图谱,能够为此类脑皮层结构相关的认知科学及临床学科研究提供解剖学基础(Liu et al., 2013, Fan et al., 2013);另一方面,该方法也可应用于细胞构筑复杂的脑区,比如对于内后皮层的亚区的划分,分区结果与基于传统细胞构筑的分区十分吻合,而且亚区的连接模式与恒河猴上的发现也极其相似,提示了人脑和猴脑在内后皮质上的同源性,为更深入研究人脑内后皮质的解剖和功能提供了精细的参照图谱(Zhang et al., 2013)。

图1. 利用多模态磁共振数据获得的连接信息对额极、腹侧额叶皮层、中央前回、颞极、威尔尼克区、顶上小叶、顶下小叶、内后皮层、岛叶以及扣带回等功能复杂脑区进行子区域划分的结果。