左右半球颞平面脑连接的偏侧化研究

A variety of asymmetrical features have been observed in the human brain, both in anatomy and function. Understanding the formation of brain asymmetry is of great significance in revealing the mechanism of the development of functional differentiation of the human brain and different cognitive/brain diseases. Among the various brain regions concerned, the planum temporale (PT) has received particular attention. However, the related researches on asymmetry of PT mainly focus on a single morphological property, ignoring the connectivity between PT and other regions of the brain. The connectivity between regions based on multi-modal magnetic resonance data provides an important means into observing the asymmetry of human brain. Our project intends to systematically explore the PT asymmetries in the perspective of connectivity and its genetic basis, and also to delve the abnormalities mode in developmental dyslexia. This project might provide a new methodological framework for the study of brain asymmetry, deepen our understanding of the mechanism of asymmetry and also provide references to select the biomarkers of neurodevelopmental disorders/diseases, which is of important clinical significance.

人脑左右半球存在结构和功能的偏侧化，探索脑偏侧化模式及其形成机制对揭示脑功能分化的发生发展规律、理解不同认知障碍/脑疾病的神经机理具有重要意义。其中，参与语音加工的颞平面呈现显著偏侧化，倍受关注。目前已有的颞平面偏侧化研究主要关注颞平面自身的形态属性，而忽略了颞平面与大脑其他区域连接的偏侧化模式。基于多模态磁共振数据的脑连接新方法为研究颞平面偏侧化提供了重要途径。本项目拟采用这些新方法，围绕“左右半球颞平面脑连接的偏侧化”这一核心主题，开展方法学、遗传基础及障碍/疾病研究：1)系统评测左右半球颞平面脑连接的偏侧化特征及其可靠性；2)探索左右半球颞平面脑连接偏侧化的遗传基础；3)探究阅读障碍儿童左右半球颞平面脑连接偏侧化的异常模式。本项目将为偏侧化研究提供新的方法框架，加深我们对偏侧化形成机制的理解，也将为神经发育障碍/疾病的神经影像标记物提供人脑偏侧化方面的选择，具有重要的临床意义。

人脑左右半球存在结构和功能的偏侧化，探索脑偏侧化模式及其形成机制对揭示脑功能分化的发生发展规律、理解不同认知障碍/脑疾病的神经机理具有重要意义。本项目基于多模态磁共振数据、全基因组数据，围绕“左右半球颞平面脑连接的偏侧化”这一主题，开展完成了以下研究：1)使用多个单基因单核苷酸多态性数据，从皮层面积、皮层厚度、白质连接微观结构、白质纤维束等多个水平探索左右半球颞平面脑连接偏侧化的遗传基础，结果发现ROBO1-rs4535189对从颞平面发出的白质连接-听束及弓形束的偏侧化具有显著影响，PCSK6-rs11855415遗传多态性对弓形束偏侧化具有影响；2)使用全基因组数据，应用多基因分数的方法探索对单侧颞平面脑连接的综合遗传效应，也在弓形束上发现了显著效应；3)使用功能磁共振数据，探究正常发展儿童在视听整合过程中的颞平面功能偏侧化模式，结果发现在加工拼音-声音刺激时，只有左侧颞上皮层（颞平面区域）的神经整合与口语阅读流畅性得分存在高相关；4)进一步探究阅读障碍儿童的差异模式，结果发现障碍组儿童的神经整合与阅读能力之间存在与正常发展儿童相反的非典型相关关系，且表现在颞平面相关区域。本项目加深了我们对偏侧化形成机制的理解，也为阅读障碍提供了新的神经影像标记物，具有一定的临床意义。