中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所腦科學(xué)領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化論壇中國(guó)腦科學(xué)研究突破

本報(bào)記者劉揚(yáng)

大腦是人體最復(fù)雜的器官，人類對(duì)它的構(gòu)造與運(yùn)作機(jī)制充滿好奇，但至今仍有大量難題需要破解。6月18日，由中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所主辦、自動(dòng)化所腦網(wǎng)絡(luò)組研究中心——中科搏銳團(tuán)隊(duì)承辦的“中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所腦科學(xué)領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化論壇”在京召開。論壇上，國(guó)內(nèi)知名腦科學(xué)專家、中科院自動(dòng)化所腦網(wǎng)絡(luò)組研究中心主任蔣田仔詳細(xì)介紹了目前“人類全新的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜”研究方面的最新成果。

蔣田仔介紹，腦網(wǎng)絡(luò)組研究中心的一個(gè)主要研究方向是繪制人類全新的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜，該圖譜具有更加精細(xì)的腦區(qū)劃分，并對(duì)每個(gè)腦區(qū)的亞區(qū)進(jìn)行了功能解碼，有望為復(fù)雜的腦部研究和治療提供“精準(zhǔn)導(dǎo)航”，并依托這一圖譜提供的“精準(zhǔn)導(dǎo)航”為腦疾病的治療提供全新方法。

在談到為什么要建立人類全新的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜時(shí)，蔣田仔稱，傳統(tǒng)腦圖譜多是基于尸體標(biāo)本研究，周期長(zhǎng)、耗時(shí)耗力、僅包括部分分區(qū)信息、未全面考慮個(gè)體變異，缺乏功能亞區(qū)的描述。為了解決這些問(wèn)題，他所在的科研團(tuán)隊(duì)借助國(guó)家級(jí)重大專項(xiàng)的支持，繪制出“人類全新的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜”，新的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜相比傳統(tǒng)圖譜使相關(guān)研究從標(biāo)本走向活體，從粗糙走向精細(xì)，從單模態(tài)走向多模態(tài)。蔣田仔在論壇現(xiàn)場(chǎng)表示，基于他的相關(guān)研究，在場(chǎng)的每個(gè)人都可以形成自己獨(dú)特的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，目前這項(xiàng)研究成果已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外同行的高度關(guān)注。歐美腦科學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)專家對(duì)人類全新的腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為該研究成果為“建立微觀與宏觀尺度以及細(xì)分腦構(gòu)筑與腦功能之間的關(guān)系提供了新的可能。”歐盟人腦計(jì)劃(HBP)神經(jīng)信息平臺(tái)與國(guó)際神經(jīng)信息學(xué)協(xié)調(diào)委員會(huì)也在第一時(shí)間發(fā)布了該圖譜。

當(dāng)談到這個(gè)讓非專業(yè)人士很難理解的尖端研究成果的實(shí)際用途時(shí)，蔣田仔表示，為腦疾病提供科學(xué)治療方案一直是腦科學(xué)研發(fā)方向之一。腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜使精準(zhǔn)定位成為可能，可以為腦中風(fēng)損傷區(qū)域及癲癇病灶的定位、神經(jīng)外科手術(shù)中的病灶精確切除和手術(shù)導(dǎo)航提供全新工具。依托這一圖譜提供的“精準(zhǔn)導(dǎo)航”，中科院自動(dòng)化所科研團(tuán)隊(duì)采用近紅外光和高靈敏器件，通過(guò)人工智能和大數(shù)據(jù)核心算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)患者腦部微弱血氧信號(hào)無(wú)創(chuàng)化、實(shí)時(shí)化、精準(zhǔn)化采集，目前此成果已成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

另外，蔣田仔以目前公眾耳熟能詳?shù)囊钟舭Y為例，稱目前女性抑郁癥患者的人數(shù)大大多于男性，且女性比男性顯示出更嚴(yán)重的抑郁狀況。通過(guò)對(duì)全新腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜的研究發(fā)現(xiàn)，杏仁核是人類情緒調(diào)節(jié)的核心腦區(qū)，男女性情緒調(diào)節(jié)功能在相關(guān)腦區(qū)的運(yùn)作方式存在差異性。

在談到未來(lái)的研究方向時(shí)，蔣田仔稱，人類的記憶、情緒等是通過(guò)多個(gè)腦區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是通過(guò)多個(gè)腦區(qū)形成的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜的繪制與研究可以幫助科研人員解碼出人腦相關(guān)功能的運(yùn)作機(jī)理，再通過(guò)相關(guān)成果來(lái)推動(dòng)類腦計(jì)算方面的研究。▲

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