來(lái)源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所

????? 中國科學(xué)院自動(dòng)化所腦網(wǎng)絡(luò )組研究中心蔣田仔團隊聯(lián)合國內外其它團隊通過(guò)6年的努力，成功繪制出全新的人類(lèi)腦圖譜：腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜。該圖譜包括246個(gè)精細腦區亞區，以及腦區亞區間的多模態(tài)連接模式，突破了100多年來(lái)傳統腦圖譜繪制思想，引入了腦結構和功能連接信息對腦區進(jìn)行精細劃分和腦圖譜繪制的全新思想和方法，比傳統的Brodmann圖譜精細4-5倍，具有客觀(guān)精準的邊界定位，第一次建立了宏觀(guān)尺度上的活體全腦連接圖譜。自2011年以來(lái)，這項系統性研究工作的部分成果陸續在Journal of Neuroscience， Cerebral Cortex， Human Brain Mapping等本領(lǐng)域著(zhù)名刊物上發(fā)表，累計20余篇。近日，全腦精細分區圖譜及其全腦連接圖譜在Cerebral Cortex上在線(xiàn)發(fā)表（題為：The Human Brainnetome Atlas： A New Brain Atlas Based on Connectional Architecture）， 引起國際學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。

????? 人類(lèi)腦圖譜是理解腦的結構和功能的基石。腦圖譜的發(fā)展由腦科學(xué)自身發(fā)展及神經(jīng)技術(shù)的重大突破等因素共同驅動(dòng)，經(jīng)歷了不同的歷史階段。目前最常用的腦圖譜還是100多年前德國神經(jīng)科學(xué)家Brodmann在單個(gè)人的尸體組織標本上利用細胞構筑繪制的腦圖譜，即Brodmann圖譜，雖然國外有些實(shí)驗室試圖利用超薄切片技術(shù)、染色技術(shù)以及顯微觀(guān)察技術(shù)，基于腦標本的超薄切片構建細胞構筑概率腦圖譜，希望在一定程度上細化Brodmann分區，但是由于不能針對特定個(gè)體進(jìn)行腦區劃分，而且耗時(shí)耗力，其應用一定程度上受到限制。

????? 近三十年來(lái)，以非侵入性磁共振技術(shù)為代表的一批成像技術(shù)可以在體、無(wú)創(chuàng )地對人腦以前所未有的時(shí)空分辨率進(jìn)行成像，可以測量包括腦的形狀和大小，連接腦不同區域的神經(jīng)纖維，以及腦不同回路或通路的功能活動(dòng)變化等等。利用磁共振成像技術(shù)在獲取大樣本活體腦影像的基礎上，能夠對腦結構和功能區進(jìn)行精細劃分并制作出適用活體個(gè)體的腦圖譜。目前雖然已經(jīng)有一些基于磁共振圖像構建的腦圖譜，但是基本都是基于結構磁共振成像，在腦區劃分上主要基于溝回拓撲分布，而且腦區定義非常粗糙，甚至存在明顯的錯誤，很難與腦的功能解剖相對應。

????? 自動(dòng)化所腦網(wǎng)絡(luò )組研究中心突破傳統腦圖譜繪制的瓶頸，提出了“利用腦結構和功能連接信息”繪制腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜的思想。自2010年以來(lái)，該團隊在科技部、國家自然科學(xué)基金委以及中科院戰略性先導科技專(zhuān)項的資助下，聯(lián)合國內多家綜合性醫院及研究院所對腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜的繪制方法和功能驗證進(jìn)行系統的研究，對腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜使用需要的工具和軟件進(jìn)行了全面的評測。腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜已經(jīng)在其門(mén)戶(hù)網(wǎng)站上(http：//atlas.brainnetome.org) 開(kāi)放共享，以在線(xiàn)顯示以及軟件下載的方式提供給國內外相關(guān)研究領(lǐng)域的科研人員和臨床醫生免費使用。

????? 目前，腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜已經(jīng)引起國內外同行的高度關(guān)注，例如歐盟人腦計劃（Human Brain Project， HBP）即將在其神經(jīng)信息平臺(Neuroinformatics Platform， NIP)公開(kāi)發(fā)布該圖譜，國際神經(jīng)信息學(xué)協(xié)調委員會(huì )（International Neuroinformatics Coordinating Facility，INCF）已在第一時(shí)間在線(xiàn)發(fā)布了人類(lèi)腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜(https：//scalablebrainatlas.incf.org/human/BNA)。此外，一些國際著(zhù)名神經(jīng)影像分析軟件平臺，如SPM，FSL等都將腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜作為主要人類(lèi)腦圖譜提供給用戶(hù)使用。

????? 腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜不僅包含了精細的大腦皮層腦區與皮層下核團亞區結構，而且在體定量描繪了不同腦區亞區的解剖與功能連接模式，并對每個(gè)亞區進(jìn)行了細致的功能描述。腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜的構建將引領(lǐng)人類(lèi)腦圖譜未來(lái)發(fā)展從標本走向活體，從粗糙走向精細，從單一的解剖結構描述到集成結構、功能和連接模式等多種知識的綜合描述，為實(shí)現腦科學(xué)和腦疾病研究的源頭創(chuàng )新提供基礎。腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜能夠提供每個(gè)亞區的結構和功能連接模式，從而明確每個(gè)亞區的組織模式及功能意義，這為在宏觀(guān)尺度上研究腦與行為的關(guān)系提供了不可或缺的工具，將加深對于人類(lèi)精神和心理活動(dòng)的認識，為理解人腦結構和功能開(kāi)辟了新途徑，并對未來(lái)類(lèi)腦智能系統的設計提供重要的啟示。此外，腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜能夠提供的個(gè)體化的精細腦區亞區以及定量的連接模式，不僅為神經(jīng)及精神疾病的新型治療技術(shù)提供準確的定位，而且還將為腦中風(fēng)損傷區域及癲癇病灶的定位、神經(jīng)外科手術(shù)中的腦膠質(zhì)瘤的精確切除、以及對功能腦區更嚴格有效的保護做出貢獻，從而能夠極大程度的推動(dòng)此類(lèi)技術(shù)在臨床神經(jīng)精神疾病治療的應用，提高診斷質(zhì)量與治療效果。

????? 腦網(wǎng)絡(luò )組圖譜是人類(lèi)腦圖譜發(fā)展和神經(jīng)技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢，是腦科學(xué)、認知科學(xué)、認知心理學(xué)等相關(guān)學(xué)科取得突破的關(guān)鍵，它能為解析神經(jīng)及精神疾病神經(jīng)環(huán)路的結構和功能異常，并為發(fā)展新一代診斷、治療技術(shù)方法奠定堅實(shí)的基礎。