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    Cell子刊:中科院心理所左西年研究组发表人脑连接组毕生动态发展综述论文

    摘要 : 2016年11月16日,国际权威学术杂志《Cell》旗下子刊《Trends in Cognitive Sciences》杂志上在线发表中国科学院心理研究所行为科学重点实验室左西年研究员的一篇研究论文,发表人脑连接组毕生动态发展研究综述文章。

    亚美娱乐app www.yynm360.com  2016年11月16日,国际权威学术杂志《Cell》旗下子刊《Trends in Cognitive Sciences》杂志上在线发表中国科学院心理研究所行为科学重点实验室左西年研究员的一篇研究论文,发表人脑连接组毕生动态发展研究综述文章。

    神经精神疾病给世界各国带来了巨大的社会与经济负担,这些脑功能疾病会发生在个体一生发展中的不同年龄阶段,具有不同的心理和行为异常特征,研究与它们有关的脑连接随着年龄(随龄)发展变化的规律与机制,是对各类神经精神疾病进行早期诊断、病程监测和解读发病机制的关键。神经功能成像因其无损和非侵入性特点而被广泛应用于研究各类重大脑疾病,以其为核心技术的人脑连接组学成为研究脑功能随龄发展机制的重要方法。

    研究团队基于在人脑连接组学领域取得的技术进展,揭示出人脑网络随龄发展一般规律:半球连接呈现U型毕生发展规律,人脑功能??槟诙叹嗬肓铀媪湎陆刀?榧涑ぞ嗬肓铀媪湓黾?在连接组拓扑结构上,人脑“网关”后内侧顶区呈现出“局部连接随龄降低,全局连接水平稳定”的特点,其中顶叶记忆网络功能随龄降低,而默认网络却保持稳定;结构和功能连接的数学建模发现人脑连接组符合双距离参数(解剖和拓扑)生成模型,人脑毕生发展连接组学初步验证了“解剖距离参数随龄增加,而拓扑距离参数保持稳定”的基本发展规律。团队同时也开展了神经精神疾病脑连接组发展异常规律的探索研究,发现:精神分裂症患者基本感知觉网络内部的短距离连接和半球连接的发育迟滞,由之带来感知觉网络与高级认知网络之间长距离连接的发展异常;正常认知老化的脑网络特征得益于正常的额顶控制网络调控功能,其退化导致行为认知层面明显功能下降,调控功能的控制不力将导致最终的脑功能病理性退化(如轻度认知障碍阶段和阿尔茨海默病阶段)。

    鉴于团队在人脑连接组及其毕生发展领域近来取得的一系列研究进展,著名学术出版商Cell旗下综述杂志《认知科学趋势》(Trends in Cognitive Sciences)邀请团队撰写人脑连接组毕生动态发展研究综述。论文通过系统梳理近十年(2007-2016)发表的人脑毕生发展研究(图1),指出了开展毕生发展连接组学研究的必要性和挑战。在此基础上,突出强调了在解决好可靠性与有效性的前提下,未来的人脑连接组毕生发展研究应该集中解决来自各种与年龄相关的生理和心理干扰因素,基于数学建模的多模态神经影像整合计算具备非常大的潜力来最终揭示人脑连接组毕生发展机制。初步的双参数生成模型计算建模已经揭示出(图2):毕生发展历程中,人脑连接组逐渐由一个“解剖驱动”的复杂系统转变为“拓扑驱动”。结合公共卫生领域和儿科临床实践中普遍使用的身高和体重标准发展轨线(即常模),这些初步成果为人脑连接组学转化研究提供了思路,基于“解剖”和“拓扑”这两个人脑连接组参数,可以绘制毕生发展常模,从而为脑疾病的早期检测和预防提供客观生物学工具。

    图1. 大样本人脑毕生发展研究十年总结

    图2. 人脑连接组毕生发展规律建模原文链接:

    Human connectomics across the lifespan.

    原文摘要:

    Connectomics has enhanced our understanding of neurocognitive development and decline by the integration of network sciences into studies across different stages of the human life span. However, these studies commonly occurred independently, missing the opportunity to test integrated models of the dynamical brain organization across the entire life span. In this review article, we survey empirical findings in life-span connectomics and propose a generative framework for computationally modeling the connectome over the human life span. This framework highlights initial findings that across the life span, the human connectome gradually shifts from an ‘anatomically driven’ organization to one that is more ‘topological’. Finally, we consider recent advances that are promising to provide an integrative and systems perspective of human brain plasticity as well as underscore the pitfalls and challenges.

    来源: Trends in Cognitive Sciences 浏览次数:0

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