國際期刊《神經科學家》發表心理所人腦連接組學評述論文

　　隨著世界范圍內“腦計劃”研究的大范圍開展，宏觀尺度上的腦連接組學或腦網絡科學所面臨的挑戰越來越明顯。當前的技術非常難于為“建模活體人腦結構－功能”提供穩定、可靠、精確而完整的實驗數據，因此基于數學物理模型的計算神經科學就非常重要。為計算建模提供高精度的人腦多模態成像數據是當前不同尺度下人腦連接組學的基礎需求，比如：毫米級別的人腦連接組學將是聯結宏觀和介觀腦連接的重要臨界面。 

　　人腦網絡研究一直關注“長距離、全局性連接”而忽視“短距離、局部性連接”。從人腦結構功能發育模式來看，越來越多的實驗證實人腦連接遵循基本的一些距離規律。“空間距離依賴的連接修剪”就是其中之一，是指在人腦網絡發育過程中，腦連接由最初的高密度、局部的短距離連接而進行快速修剪和優化，逐步建設全局的長距離連接。圖1詳細而直觀地展示了長短距離腦連接。在幾毫米的空間精度上，“如何穩定、可靠、有效地刻畫人腦連接組的短距離功能連接并付諸應用？”是一個極具挑戰性的科學問題。自2011年以來，中國科學院行為科學重點實驗室左西年研究組，一直致力于毫米級別的人腦局部功能連接研究。為解決上述科學問題，該研究組開展了一系列系統性研究，代表性工作包括：研發了基于二維皮層流形的局部功能一致性算法，驗證了其重測信度（論文［1］，期刊IF＝7.289，神經影像領域排名第1）和神經生物學意義（論文［2］，期刊IF＝6.935，解剖與形態領域排名第2），展示了其臨床應用（論文［3］，五年IF＝5.681，精神病學領域排名第16）。 

　　2015年7月13日，著名的《神經科學家（The Neuroscientist）》在線刊出了左西年研究員和姜黎黎助理研究員撰寫的評述性文章，系統回顧與展望了人腦局部功能一致性研究。文中，從人腦工作模型的計算神經科學角度切入，作者闡述了當前人腦連接組學面臨的各項困難與挑戰，指出局部功能一致性可作為刻畫人腦連接組的多模態、多尺度神經影像標記物，系統總結以往局部功能一致性應用研究并提出了“人類連接組關聯研究（HCAS）”的新觀點，闡述了局部功能一致性算法對于人腦連接組學未來發展的重要意義（論文［4］，期刊IF＝6.675，臨床神經病學領域排名第11）。 

　　此系列研究受到基金委、科技部和科學院的資助。 

相關論文： 

[1] Zuo XN*, Xu T, Jiang L, Yang Z, Cao XY, He Y, Zang YF, Castellanos FX, Milham MP. Toward reliable characterization of functional homogeneity in the human brain: Preprocessing, scan duration, imaging resolution and computational space. Neuroimage. 2013; 65: 374-386. 

[2] Jiang L, Xu T, He Y, Hou XH, Wang J, Cao XY, Wei GX, Yang Z, He Y, Zuo XN*. Toward neurobiological characterization of functional homogeneity in the human cortex: Regional variation, morphological association and functional covariance network organization. Brain Struct Funct. 2014; doi: 10.1007/s00429-014-0795-8 

[3] Jiang L, Xu Y, Zhu XT, Yang Z, Li HJ, Zuo XN*. Local-to-remote cortical connectivity in childhood and adulthood schizophrenia. Transl Psychiatry. 2015; 5: e566. 

[4] Jiang L*, Zuo XN*. Regional homogeneity: A multi-modal, multi-scale neuroimaging marker of the human connectome. 2015; Neuroscientist, In Press.
http://nro.sagepub.com/content/early/2015/07/13/1073858415595004.abstract 

圖1. 局部功能一致性：連接、網絡和人腦連接組