双脑中心大讲堂 | 刘河生教授做《脑功能成像从科研到临床的转化》报告

2021-01-28 神经科学研究中心 浏览量 :   200

125日,浙江大学脑与脑机融合前沿科学中心(简称双脑中心)在医学院科研楼辅楼报告厅举办了第4期双脑中心大讲堂学术活动。本次活动非常容幸地邀请到了哈弗大学附属麻省总医院人脑个体差异实验室主任、南卡罗莱纳医科大学终身教授以及脑影像中心主任、Smart State讲席教授的刘河生教授,通过线上线下相结合形式,为我们带来了题为《脑功能成像从科研到临床的转化》的专题讲座。

双脑中心主任胡海岚参加报告会,报告会由脑科学与脑医学学院院长助理高志华教授主持。

目前临床上常用的核磁共振技术主要用于诊断有结构特征的病变,如肿瘤,血管破裂,出血等,对于多种诸如大脑神经网络改变的功能性疾病并不能很好的展现。刘河生教授和他的团队致力希望通过改进脑功能成像技术,准确刻画脑功能网络个体差异,进而帮助解决目前比较关心的一些神经精神疾病的发病机制和治疗相关的问题。

刘河生教授分析,脑功能成像技术之所以没有应用到临床,是因为它的可靠性较差,重复率极低。而要解决这个问题,核心在于对人脑个体差异的认识,尤其是脑功能层面。那么人与人之间脑功能到底差别在哪里,哪些脑区差别大,哪些脑区差别小呢?带着这些问题,刘河生教授的团队在2013年利用静息态核磁共振技术,通过对几十个正常受试者静息状态下脑自发活动的分析,结果发现大脑的前额叶,后顶叶,颞叶等高级功能区个体差别较大,而运动感觉皮层和视皮层个体差异很小。在这项研究发表之后,他们进一步想了解,这些差异到底是出生之初就存在,还是后天生活环境影响造成的,因此他们又对116个新生儿进行了静息态核磁扫描,结果发现,虽然新生儿没有开始语言交流和参与社交活动,但是负责这些功能的脑区已经表现出很大的个体差异,而运动感觉区和视皮层,个体之间基本类似,这点与成年人一致。但是新生儿高级功能区的个体差异远低于成年人,由此也说明,后天的环境影响会使个体差异进一步加大。他们在猴子身上也发现了这样的个体差异。他总结到人与人之间的脑功能差异不是一朝一夕出现的,而是长期进化的结果。

那么怎么样才能准确描绘每一个人的大脑功能区呢?刘河生教授和他的团队利用一种聚类的方法,把大脑里的体束根据功能信号的相似性聚成若干类,不同的类代表了不同的神经网络,进而描绘出每一个受试者的脑功能图谱,在近5年的时间里,他们团队对这项技术不断优化和改近,目前实验证实,他们这种方法描绘的脑功能图谱可重复性达到90%,脑功能区描绘的准确性也非常高。可喜的是,这项技术有望用于个性化精准干预基于脑功能网络改变的很多疾病的治疗,比如脑卒中,帕金森,以及指导神经外科医生手术精准切除病变部位而不损伤重要功能区。

最后在报告会交流讨论环节,线上线下师生踊跃提问,刘河生教授详细地做了解答。会后,双脑中心的老师们跟刘河生教授围绕脑功能成像的研究展开了热烈的讨论。


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