心理所國際合作研究建立人類大腦皮層多尺度功能圖譜

中國科學院行為科學重點實驗室左西年研究組與新加坡國立大學、美國退伍軍人卓越研究中心、美國華盛頓大學聖路易斯分校、美國耶魯大學、德國尤利希研究中心、美國曼徹斯特綜合醫院的研究人員組成國際合作團隊,基於1600餘名健康志願者的活體人腦功能磁共振成像大數據，建立了人類大腦皮層多尺度功能分區圖譜。

人類大腦皮層具有非常複雜的層級結構，分別管轄功能等級組織特性。靜息態功能磁共振是可靠無創的腦成像技術，已廣泛用於研究皮層功能內在等級特性。以往各類人腦皮層圖譜的劃分和建立普遍基於局部梯度演算法或全局相似度演算法，忽略了這一皮層多尺度內在架構。

這項大型國際合作研究將局部梯度演算法和全局相似性演算法通過馬爾科夫隨機場結合，實現了對人類大腦皮層內在架構的功能等級圖譜劃分（參見圖1）。通過與細胞構築學圖譜、視覺拓撲圖譜、任務功能圖譜、腦連接圖譜的系統比較，展示了人腦多尺度圖譜的一致性和穩定性。重要的是，這一等級圖譜在畢生發展（6-85歲）的腦影像數據集上表現出了高度的可重複性和適用性，為研究各年齡段人腦功能連接組動態變化提供了普適性的連接組構建元素。

圖1. 人腦皮層功能網路架構及其精細圖譜劃分

第一行展示人腦皮層大尺度（七和十七）網路架構

第二行展示的馬爾科夫隨機場賦予的400皮層精細圖譜與大尺度網路的空間重疊率

第三行展示了精細化腦圖譜聚類結果與大尺度腦網路關係

更加精細腦圖譜劃分（600、800、1000腦區）請參見文［1］

本項研究部分得到了國家自然科學基金委重點國際合作項目、國家科技部重點基礎研發（973）項目的資助。

相關精細化腦圖譜已經公開，具體可見

https://github.com/ThomasYeoLab/CBIG/tree/master/stable_projects/brain_parcellation/Schaefer2018_LocalGlobal

論文已在Cerebral Cortex在線發表。

［1］Alexander Schaefer, Ru Kong, Evan M. Gordon, Timothy O. Laumann, Xi-Nian Zuo, Avram J. Holmes, Simon B. Eickhoff, B.T. Thomas Yeo. Local-Global Parcellation of the Human Cerebral Cortex from Intrinsic Functional Connectivity MRI.Cerebral Cortex, 2017,https://doi.org/10.1093/cercor/bhx179.

來源：中國科學院行為科學重點實驗室 左西年研究組

編輯：格格

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