人脑扣带皮层亚区划分的多模态MRI研究

The cingulate cortex of human brain is very complex in anatomy and function,and the boundary of subregions of cingulate cortex in current imaging atlas is asper,complicated,and even wrong apparently. In our early study, we found that This project is associated diffusion tensor imaging with resting-state functional magnetic resonance imaging data, according to differences in the anatomical connections and functional connectivity of the subdivisions in cingule, and we use clustering method to define the subdivision. And the comprehensive use of a variety of means to subareas dividing results were verified, and to establish the subregions probabilistic atlas in normal adult cingulate cortex.The atlas invests the differences in human cingulate cortex in each sub-region anatomy, function and connectivity among the mapping of different gender, age, in-depth study of handedness and the capacity to act. The research significance lies in: increasing brain imaging studies involving the cingulate cortex lesions, activation, and differences in target localization accuracy; accurately extracting each cingulate subregion to provide standardized atlas for a variety of hypothesis-driven research; increasing awareness of human cingulate cortex anatomy, function and connection properties for understanding; laying the foundation of the more accurate and detailed whole brain probability atlas.

人脑扣带皮层解剖与功能复杂，现有影像学图谱对该结构亚区的界定粗糙、混乱，甚至存在明显错误。课题组前期研究证明扣带皮层4区7亚区模型中每个扣带亚区的功能连接模式明显不同，本研究在此基础上，根据扣带皮层各亚区的解剖连接和功能连接的不同，联合应用扩散张量成像和静息态功能磁共振成像，采用聚类的方法对扣带皮层进行亚区划分。并综合运用多种手段对亚区划分结果进行验证，进而建立正常成人扣带皮层亚区概率图谱。该研究意义在于：提高脑成像研究中涉及扣带皮层的病灶、激活、靶点及差异区定位的准确性；为各种假设驱动的研究中准确提取每个扣带亚区提供标准化图谱；增进人们对人脑扣带皮层解剖、功能及连接特性的认识；为建立更为准确、细致的全脑概率图谱奠定基础。

人脑扣带皮层解剖与功能复杂，现有影像学图谱对该结构亚区的界定粗糙、混乱，甚至存在明显错误。本研究根据扣带皮层各亚区的解剖连接和功能连接的不同，联合应用扩散张量成像和静息态功能磁共振成像，采用聚类的方法对扣带皮层进行亚区划分, 建立正常成人扣带皮层亚区概率图谱,并综合运用多种手段对亚区划分结果进行验证。研究结果如下：⑴扩散张量成像和静息态功能磁共振成像均可进行皮层亚区划分，并在额上回及额极皮层进行了验证，同时眶额皮层划分中尝试了灰质体积共变的新方法；⑵采用静息态功能磁共振成像的方法可将扣带皮层分为扣带皮层可分为6个亚区：前扣带亚区、背侧前中扣带亚区、腹侧前中扣带亚区、后中扣带亚区、背侧后扣带亚区及腹侧后扣带亚区；采用DTI的方法可将扣带皮层分为10个亚区：前扣带腹侧及背侧亚区、背侧前中扣带前部及后部亚区、腹侧前中扣带亚前部及后部区、后中扣带亚区、背侧后扣带亚区、腹侧后扣带前部及后部亚区；⑶采用重复性验证、解剖图谱验证、结构与功能一致性验证、荟萃（Meta）分析验证以及任务态验证的方法证实皮层划分结果的可靠性，均证实功能亚区分割的合理性；解剖亚区和功能亚区的对照研究发现，每个功能亚区对应一个解剖亚区或包含两个解剖亚区，说明解剖结构的相似性是功能相似性的基础。本项目首次采用解剖与功能相结合的方法对扣带皮层亚区进行了精细划分，首次采用了多种验证方法证实结果的可靠性及准确性，并首次采用灰质体积共变的皮层亚区划分新方法。本项目提高了脑成像研究中涉及扣带皮层的病灶、激活、靶点及差异区定位的准确性, 为各种假设驱动的研究中准确提取每个扣带亚区提供标准化图谱, 增进人们对人脑扣带皮层解剖、功能及连接特性的认识,为建立更为准确、细致的全脑概率图谱奠定基础。