直播節(jié)選

下面講幾個(gè)應(yīng)用的例子。

第一，通過腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的腦區(qū)。

第二，與抑郁癥有關(guān)。我們發(fā)現(xiàn)男女在調(diào)節(jié)情緒方面使用的是完全不同的網(wǎng)絡(luò)。

第三，腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜可能會(huì)給疾病的診斷或治療帶來一些全新的觀點(diǎn)。

第一個(gè)應(yīng)用以旁海馬腦區(qū)（late ralparahip pocam palregion）為例。為什么以旁海馬為例呢？主要是因?yàn)檫@個(gè)跟老年癡呆有關(guān)。

像心理疾病、AD（阿爾茲海默癥）這樣的精神類疾病，影像到底能在多大程度上幫助醫(yī)生進(jìn)行診斷？這方面的知識(shí)實(shí)際上非常有限。盡管文章發(fā)了很多，但要應(yīng)用到臨床還是非常困難的。

但旁海馬這個(gè)腦區(qū)，包括內(nèi)側(cè)顳葉、腦皮質(zhì)的萎縮可以用于輔助診斷AD。早在2007年，歐盟的指南里就已經(jīng)提到了內(nèi)側(cè)顳葉。旁海馬實(shí)際上只是內(nèi)側(cè)顳葉的一小部分。

以前的傳統(tǒng)是將旁海馬分成前層跟后層。基于前層旁海馬和后層旁海馬，又提出了一個(gè)所謂的記憶系統(tǒng)。跟前層旁海馬相連的那些腦區(qū)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)叫前記憶系統(tǒng)；跟后層旁海馬相連的那些腦區(qū)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)就叫后記憶系統(tǒng)。

關(guān)于模型的提出發(fā)表在《Nat Rev Neurosci》上。這個(gè)模型出來以后，很多研究都想借助它解釋一些跟情緒相關(guān)的現(xiàn)象，但實(shí)際上沒辦法解釋。所以這樣就提出了非常嚴(yán)格的條件。

而用腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜的思想對(duì)旁海馬重新分區(qū)以后，發(fā)現(xiàn)旁海馬不僅有前后兩個(gè)分區(qū)，而是至少可以分成前、中、后三個(gè)分區(qū)。

經(jīng)過反復(fù)的驗(yàn)證，從功能連接，到跟海馬從前到后的連接強(qiáng)度、跟內(nèi)嗅皮層從前到后的連接強(qiáng)度等等，發(fā)現(xiàn)這三個(gè)腦區(qū)的模式是完全不同的，這就證明了旁海馬有三個(gè)分區(qū)。

分出三個(gè)分區(qū)的意義就在于，以前的模型要重新改寫，包括旁海馬的連接圖譜都要發(fā)生變化，以前的圖譜就不能再用了。

更重要的是，我們發(fā)現(xiàn)AD病人的旁海馬經(jīng)歷了前、中、后這樣一個(gè)漸變的過程。在較早的時(shí)候，可能只有最前層開始萎縮，慢慢地往中間的過渡，等老年癡呆以后，整個(gè)旁海馬都開始萎縮了。

所以，使用腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜的話，可能可以在很早的時(shí)候就發(fā)現(xiàn)這些蛛絲馬跡，而不是等到造成了災(zāi)難性的后果以后才能知道。

這個(gè)例子就說明，基于腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜可以去發(fā)現(xiàn)一些從前沒有發(fā)現(xiàn)的腦區(qū)，并且能夠給出一個(gè)非常清楚的解釋。

下面再講一下第二個(gè)應(yīng)用的例子。

現(xiàn)在抑郁癥病人中，女性要比男性多很多。這是流行病學(xué)調(diào)查的數(shù)據(jù)，誰也不能解釋為什么是這樣的。另一方面，情緒調(diào)節(jié)是抑郁癥最核心的一個(gè)癥狀。

那么我們就要問，哪些腦區(qū)或者一個(gè)什么樣的腦網(wǎng)絡(luò)是支撐情緒調(diào)節(jié)的？

這個(gè)問題到現(xiàn)在并沒有非常清晰的答案。但有一些腦區(qū)跟情緒調(diào)節(jié)有關(guān)是非常明確的。像Amygdala，即杏仁核腦區(qū)，就是跟情緒調(diào)節(jié)有關(guān)的，而且這個(gè)結(jié)論非常明確。

那么就以杏仁核為出發(fā)點(diǎn)，計(jì)算它跟全腦的連接強(qiáng)度，然后再按照連接強(qiáng)度跟情緒調(diào)節(jié)的分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)性，看女性和男性之間是否存在差別。

我們發(fā)現(xiàn)，如果用傳統(tǒng)的圖譜，即把整個(gè)杏仁核作為一個(gè)腦區(qū)進(jìn)行分析，兩者是沒有差別的。

那么再往前走一步，用新的圖譜把杏仁核分成三個(gè)不同亞區(qū)，即centro medial nucleigroup（CM）、late robasal nucleigroup（LB）跟the superficial nucleigroup（SF）。

在這三個(gè)亞區(qū)上重復(fù)剛才的過程，即計(jì)算這三個(gè)亞區(qū)跟全腦的連接強(qiáng)度，再去跟情緒調(diào)節(jié)的分?jǐn)?shù)做相關(guān)性分析，看女性和男性之間到底有沒有本質(zhì)的區(qū)別。我們招募了三百多個(gè)大學(xué)生進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有意思的現(xiàn)象。

央內(nèi)側(cè)核（C Mof Amygdala）和額上回（Superior frontal gyrus）的連接強(qiáng)度，跟情緒調(diào)節(jié)的分?jǐn)?shù)做相關(guān)性分析以后，在男性里面呈現(xiàn)正相關(guān)，女性里面則呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

但同樣是中央內(nèi)側(cè)核，它跟島葉（insula）或顳上回（Superior temporal gyrus）這樣一些腦區(qū)的連接強(qiáng)度，跟情緒調(diào)節(jié)的分?jǐn)?shù)做相關(guān)以后，男性里面又變成了負(fù)相關(guān)，女性里面則變成了正相關(guān)。

這也就說明，男性和女性使用了兩個(gè)完全不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行情緒調(diào)節(jié)。這是非常有意思的一個(gè)證據(jù)。

這個(gè)例子也說明，如果仍然使用老圖譜，也許什么有意思的結(jié)果都發(fā)現(xiàn)不了。但如果使用新的圖譜，就會(huì)發(fā)現(xiàn)類似這樣一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象。而以前基于老圖譜得出的很多結(jié)論有可能要重寫。

再講一個(gè)和診斷有關(guān)的例子。

大家都知道，現(xiàn)在精神類疾病沒有定量的生物標(biāo)志，基本都是靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)對(duì)病人進(jìn)行問癥分析，進(jìn)而做出診斷。

而我們通過腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜，提取紋狀體進(jìn)行分析，定義了一個(gè)紋狀體功能異常（Functional Striatal Abnormality,FSA）的定量指標(biāo)。

我們基于973項(xiàng)目采集了五年所得到的數(shù)據(jù)，包含了千余例精神分裂癥患者與正常對(duì)照的多模態(tài)影像學(xué)數(shù)據(jù)。其中，有七家醫(yī)院，每家醫(yī)院都有大概中等規(guī)模的樣本。而紋狀體功能異常能夠在另外的至少七家醫(yī)院里面非常好地重復(fù)。

可重復(fù)性是能不能形成生物標(biāo)志的最關(guān)鍵的因素。比如說，你發(fā)現(xiàn)了一個(gè)精神分裂癥患者與正常對(duì)照異常的指標(biāo)，但是無法在不同機(jī)型的機(jī)器上得到重復(fù)性的結(jié)果，那么這個(gè)指標(biāo)就是無效的。

現(xiàn)在發(fā)表的大部分研究成果都是在單中心上做出來的，但這個(gè)中心得出的結(jié)果，在另外一個(gè)中心卻未必能夠重復(fù)。

所以我們第一步就發(fā)現(xiàn)這七個(gè)中心都能很好地重復(fù)紋狀體功能異常這個(gè)指標(biāo)。接著，基于這個(gè)指標(biāo)，可以回過頭來，利用深度學(xué)習(xí)等其他知識(shí)去做分類，發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)能夠很好地將精神分裂癥和正常人區(qū)分開的生物標(biāo)志。病人服用現(xiàn)在常用的藥物進(jìn)行治療以后，其生物標(biāo)志的異常是否減輕？或者一個(gè)藥物療程以后，病人的癥狀有明顯的改善，這時(shí)的指標(biāo)是否也已經(jīng)往正常水平靠攏？答案是肯定的。

這個(gè)例子就說明，可以基于腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜，去尋找一些疾病診斷的生物標(biāo)志。

再講一個(gè)跟治療有關(guān)的例子。

現(xiàn)有的證據(jù)證明，對(duì)帕金森這類神經(jīng)退行性的疾病來說，藥物治療的意義其實(shí)不是特別大。但現(xiàn)在有其他的治療方式，像DBS（Deep Brain Stimulation）就明顯比藥物治療的效果要好。但DBS治療也有副作用，它會(huì)導(dǎo)致抑郁、自殺等等。

DBS治療的靶點(diǎn)主要在丘腦底核(subthalamus nucleus，STN)。而丘腦底核可以分成三個(gè)不同亞區(qū)，分別跟運(yùn)動(dòng)、情緒、社會(huì)認(rèn)知功能有關(guān)。如果電極剛好放在跟運(yùn)動(dòng)有關(guān)的腦區(qū)，那么治療效果可能就很好。

但是如果放偏了，放在了跟情緒有關(guān)的腦區(qū)，本來帕金森不是情緒障礙，這就等于是來回刺激一個(gè)正常的腦組織，就會(huì)從正常變成異常，從而導(dǎo)致抑郁、自殺；當(dāng)電極放偏到跟社會(huì)認(rèn)知功能有關(guān)的地方，可能就會(huì)導(dǎo)致社會(huì)認(rèn)知功能障礙。

本來有了腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜以后，以前的那些問題都不是問題了，但就是因?yàn)殡姌O放錯(cuò)了位置，反而導(dǎo)致了新的問題。

所以要如何解決這個(gè)電極放置的問題？首先，醫(yī)生要利用腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜找到合適的位置。但光有圖譜，有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生可能可以一放一個(gè)準(zhǔn)，新醫(yī)生卻未必能放準(zhǔn)。

所以我們希望能夠建造一個(gè)手術(shù)機(jī)器人，手術(shù)規(guī)劃好以后由機(jī)器人去放置電極。腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜導(dǎo)航的手術(shù)機(jī)器人（Brain netome Atlas Guided Neurosurgical Robot）。第一款機(jī)器人馬上就要出來了。

注：上述內(nèi)容在征得蔣田仔老師同意后，在不改變?cè)獾那闆r下進(jìn)行的部分文字整理。

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