在《科學(xué)》雜志預(yù)測(cè)的2008年七大科研熱點(diǎn)中，大腦神經(jīng)回路研究是其一。借助一些新方法，科學(xué)家有望開始了解大腦神經(jīng)細(xì)胞回路是如何處理信息和調(diào)控行為的。與此同時(shí)，一種名為彌散張量成像的磁共振新技術(shù)，也為科學(xué)家提供了人類大腦不同區(qū)域之間如何連接的新細(xì)節(jié)。這些技術(shù)不僅將幫助科學(xué)家深入了解神經(jīng)回路是如何工作的，也有助于科學(xué)家研究在一些大腦疾病中神經(jīng)回路是如何失效的。 中科院自動(dòng)化研究所腦影像與腦認(rèn)知障礙研究團(tuán)隊(duì)教授蔣田仔和北京宣武醫(yī)院教授李坤成等合作，借助腦影像計(jì)算理論與方法，在腦認(rèn)知障礙研究方面取得了重大發(fā)現(xiàn)。新成果發(fā)表在2007年美國(guó)《人類大腦成像》（Human Brain Mapping）10月號(hào)期刊上，文章介紹了在靜息狀態(tài)下采用功能性磁共振成像（fMRI）的數(shù)據(jù)分析方法，在小于0.08Hz的低波段下，通過測(cè)量腦部血氧含量水平的變化，勾畫出阿爾茨海默氏癥 （俗名老年癡呆癥）早期患者不同腦部功能區(qū)連接的改變等問題。研究者將患者腦分成116個(gè)區(qū)域，通過計(jì)算對(duì)比每一對(duì)區(qū)域功能連接的變化，來鑒別全腦網(wǎng)絡(luò)異常的功能性變化。 在人類發(fā)展史上，重大精神疾病的成因和機(jī)理一直是尚未解決的難題。正如科學(xué)家所知，阿爾茨海默氏癥是一組病因不明的原發(fā)性腦疾病，有的患者早期以情感障礙為主，表現(xiàn)為躁狂或抑郁癥狀，有被誤診為功能性精神病的可能，隨著病情逐漸加重，癡呆癥狀日益明顯才被確診，目前尚缺乏相應(yīng)病因的治療措施。 在國(guó)家杰出青年基金的資助下，蔣田仔和同行把計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)信息運(yùn)算能力應(yīng)用到阿爾茨海默氏癥的研究中。在計(jì)算神經(jīng)解剖學(xué)關(guān)鍵技術(shù)中有重大突破和創(chuàng)新，基于局部腦組織分布模型，通過信息計(jì)算，運(yùn)用形變模型提取組織結(jié)構(gòu)的三維信息來進(jìn)行形狀分析。同時(shí)在揭示腦功能領(lǐng)域取得重大成果，對(duì)比正常人與早期盲人腦皮層厚度，發(fā)現(xiàn)在左右視覺皮層區(qū)域，盲人皮層厚度高于正常人。在腦自發(fā)活動(dòng)、全腦網(wǎng)絡(luò)與腦疾病、功能連接與智力研究方面，他們發(fā)現(xiàn)病人與正常人間有差異。 該團(tuán)隊(duì)以重大神經(jīng)與精神疾病臨床應(yīng)用為目標(biāo)，開發(fā)了刺激與響應(yīng)的模式考察方法，把空間信息與時(shí)間信息結(jié)合起來的局部一致性測(cè)量方法，建立了基于圖論的多個(gè)腦區(qū)功能連接的測(cè)量方法。在臨床醫(yī)學(xué)中融入了計(jì)算信息的應(yīng)用，有力地揭示了先天性盲人皮層與復(fù)雜度的異常，在靜息狀態(tài)下阿爾茨海默氏癥功能連接異常，精神分裂癥和阿爾茨海默氏癥的靜息狀態(tài)全腦功能連接分析。這些研究可能會(huì)對(duì)藥物精確治療提供理論依據(jù)。 蔣田仔說，腦科學(xué)的研究是無盡的，正像《科學(xué)》雜志預(yù)測(cè)的那樣，信息科學(xué)向生命科學(xué)滲透是國(guó)際學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前，很多醫(yī)院，例如北京的宣武醫(yī)院、天壇醫(yī)院、北京大學(xué)第六醫(yī)院、天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院及湖南湘雅二院等都與該團(tuán)隊(duì)建立了實(shí)質(zhì)性的合作關(guān)系，并形成了互惠互利的多贏模式，希望經(jīng)過這幾年的運(yùn)作和積累，可在中國(guó)組建第一個(gè)計(jì)算醫(yī)學(xué)研究中心。
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