腦網(wǎng)絡(luò)組研究具有巨大的潛力

腦網(wǎng)絡(luò)組研究具有巨大的潛力

近日，在以“腦網(wǎng)絡(luò)組及其臨床應(yīng)用的前沿科學(xué)問(wèn)題”為主題的第393次香山科學(xué)會(huì)議上，與會(huì)專(zhuān)家指出，隨著磁共振、光學(xué)成像以及基因工程等技術(shù)的發(fā)展和融合，活體全腦結(jié)構(gòu)和功能信息的檢測(cè)有了更新的技術(shù)手段。據(jù)此，腦網(wǎng)絡(luò)組學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，成為了認(rèn)識(shí)腦、進(jìn)行腦研究的新途徑。

   腦外科手術(shù)之后，明明手術(shù)部位不涉及語(yǔ)言功能區(qū)，可病人就是不能開(kāi)口說(shuō)話；一個(gè)可以講多門(mén)語(yǔ)言的病人，在進(jìn)行了腦部手術(shù)之后，只是不會(huì)講中文，其他語(yǔ)言依然運(yùn)用自如……這些事例讓我們對(duì)大腦結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性有了更深的了解。近日，在以“腦網(wǎng)絡(luò)組及其臨床應(yīng)用的前沿科學(xué)問(wèn)題”為主題的第393次香山科學(xué)會(huì)議上，與會(huì)專(zhuān)家指出，隨著磁共振、光學(xué)成像以及基因工程等技術(shù)的發(fā)展和融合，活體全腦結(jié)構(gòu)和功能信息的檢測(cè)有了更新的技術(shù)手段。據(jù)此，腦網(wǎng)絡(luò)組學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，成為了認(rèn)識(shí)腦、進(jìn)行腦研究的新途徑。
   本次會(huì)議執(zhí)行主席、中科院上海神經(jīng)科學(xué)研究所郭愛(ài)克研究員介紹說(shuō)，過(guò)去一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，從分子、細(xì)胞等微觀水平對(duì)腦進(jìn)行研究是*重要的研究手段。隨著研究的不斷深入，人們也認(rèn)識(shí)到，神經(jīng)細(xì)胞是組成神經(jīng)系統(tǒng)的基本功能單位，神經(jīng)細(xì)胞之間通過(guò)相互聯(lián)系形成的神經(jīng)環(huán)路則是腦處理信息的基本單位；腦功能不是單個(gè)神經(jīng)元或單一腦區(qū)所獨(dú)立完成的，而是由神經(jīng)環(huán)路內(nèi)的神經(jīng)元團(tuán)（群）、功能柱或者腦區(qū)交互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，腦是一個(gè)多層次系統(tǒng)，腦研究需要從不同水平上來(lái)進(jìn)行。
   中科院自動(dòng)化所蔣田仔研究員指出，從腦連接組（connectome）跨越到腦網(wǎng)絡(luò)組（brainnetome）是十分必要的。他認(rèn)為，腦連接組關(guān)注于構(gòu)建神經(jīng)元（團(tuán)）或者腦區(qū)之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，而腦網(wǎng)絡(luò)組不但關(guān)注構(gòu)建神經(jīng)元（團(tuán)）或者腦區(qū)之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，更重要的是在于理解腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建之后的動(dòng)態(tài)屬性及其改變與神經(jīng)精神**的關(guān)系。因此，“腦網(wǎng)絡(luò)組”這個(gè)新概念不但具有科學(xué)意義，同時(shí)也具有重要的臨床現(xiàn)實(shí)意義。腦網(wǎng)絡(luò)組學(xué)研究不同時(shí)空尺度上的腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)屬性、腦功能及功能異常的腦網(wǎng)絡(luò)表征、腦網(wǎng)絡(luò)的遺傳基礎(chǔ)等內(nèi)容，它為理解腦的工作機(jī)理及腦功能異常提供了新途徑，已經(jīng)成為當(dāng)今信息科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科的共同前沿。
   郭愛(ài)克認(rèn)為，神經(jīng)科學(xué)的主要任務(wù)就是理解腦，以及智力是如何產(chǎn)生的。*近的研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)化的過(guò)程中，腦的進(jìn)化策略很早就不是依賴(lài)細(xì)胞以下的生物大分子層面的循序漸近，而是通過(guò)細(xì)胞層面以上的神經(jīng)元的相互作用以及自發(fā)的多樣性和選擇穩(wěn)定機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。比如說(shuō)，從低等的線蟲(chóng)和斑馬魚(yú)，到高等的猴，再到人，其神經(jīng)元在生物大分子層面上差別不大，也就是“蓋樓的磚”沒(méi)有顯著差異，但是由于“蓋樓”的方式不同造成了物種間行為表現(xiàn)的巨大差別，這種差別正是由于神經(jīng)元之間的組合方式不同造成的。因此，研究神經(jīng)環(huán)路和腦網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。另外，從腦網(wǎng)絡(luò)研究的敏感性來(lái)看，可以重點(diǎn)關(guān)注一下神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)退性行**對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變。
   中科院自動(dòng)化所馬頌德研究員認(rèn)為，腦網(wǎng)絡(luò)組研究具有巨大的潛力，但是其研究過(guò)程具有鮮明的多學(xué)科交叉以及應(yīng)用特點(diǎn)。即使在其還沒(méi)有成熟時(shí)，也需要緊密結(jié)合實(shí)際應(yīng)用來(lái)展開(kāi)。有必要以一種或幾種神經(jīng)功能或行為表現(xiàn)、行為異常作為基本的共同語(yǔ)言來(lái)研究，以促進(jìn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間連接的定義和選擇。腦網(wǎng)絡(luò)研究可以分成微觀、介觀和宏觀的，它們可以分開(kāi)一個(gè)單位做，也可以聯(lián)合全世界以類(lèi)似基因組的方式進(jìn)行研究。
   據(jù)悉，腦網(wǎng)絡(luò)組是至今所有“組學(xué)”中**一個(gè)由中國(guó)提出，并得到學(xué)術(shù)界越來(lái)越廣泛認(rèn)可的領(lǐng)域。此次香山會(huì)議上各個(gè)領(lǐng)域?qū)＜叶急硎驹敢馔献鳎餐?guī)劃和制定腦網(wǎng)絡(luò)組研究的路線圖，推動(dòng)腦網(wǎng)絡(luò)組研究取得突破性成果。