基于扩散张量成像的精神分裂症的脑解剖网络研究

精神分裂症作为一种重性精神疾病，其发病原因和病理机制至今不明。随着影像学技术的发展，虽然已有大量证据证明其脑结构连接或功能连接的缺失，但是以往的研究主要是基于局部脑区或局部连接的发现，而忽略了全脑多个脑区之间的信息交互和合作关系。本项目拟采用扩散张量成像技术，结合基于图论的复杂脑网络分析算法，通过对大脑的解剖连接构建网络模型，从全脑的角度来分析精神分裂症患者的脑网络的异常连接模式，对于揭示精神分裂症的病理生理机制具有重要意义；此外，我们将从全脑解剖网络中提取特定功能子网络，如语言网络、注意网络和记忆网络等，来考察患者的各个功能子网络内部的解剖连接的变化模式和不同功能子网络之间整合的异常改变，并结合临床指标来提取为该疾病临床诊断的影像学标记。本项目申请人主要从事基于扩散张量成像的脑解剖网络的方法学及应用研究，以第一或共同第一作者在国际期刊上发表SCI论文4篇，为本项目已积累了丰富的研究经验。

该项目主要采用扩散磁共振成像技术，结合基于图论的复杂网络分析算法，通过对大脑结构连接构建网络模型，从全脑角度来分析精神分裂症患者脑网络的异常连接模式，以及提取特定功能子网络，考察子网络内部以及子网络之间整合的异常改变，并结合临床指标来提取对疾病敏感的影像学标记。该项目围绕以上内容开展了具体的研究，基本达到了预期研究目标，并解决了相应的关键科学问题。该项目相关的研究成果主要分为方法学和应用研究两个部分，方法学方面，我们实现了基于扩散磁共振成像数据的脑白质结构网络的构建和分析方法，系统评价了不同网络构建方法对脑网络拓扑属性的可重测性的影响；应用研究方面，针对该项目的所采集的精神分裂症患者的影像学数据，我们研究了缺陷型和非缺陷型的不同亚型病人的脑网络拓扑的异同，此外，我们将建立的脑网络计算方法应用到发育，老化和不同类型疾病的影像学数据上成功进行了方法学验证，进一步丰富了原项目申请书的内容。在该项目的资助下，我们围绕基于神经影像的人脑结构连接组方向，以第一或通讯作者共发表SCI论文9篇，培养年轻教师1名，硕士研究生3名。项目组成员参加了国际人脑年会等国内外重要会议，并做口头报告1次。