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      歡迎訪問控制科學與工程學院

      王延江教授團隊在腦神經成像研究領域取得新進展

      作者:發布者:李芳發布時間:2021-05-27瀏覽次數:839

      近日,控制科學與工程學院王延江教授團隊與英國諾丁漢大學Marcus Kaiser教授,以及德國Biomax公司Markus Butz-Ostendorf博士合作,在腦神經成像研究領域方面取得新進展,相關研究論文 《Connectivity within regions characterizes epilepsy duration and treatment outcome(腦區內結構連接特性可反映癲癇病的患病時長和術后結果)在醫學領域頂級期刊Human Brain Mapping上發表??刂瓶茖W與工程學院2015級博士研究生陳雪為第一作者,王延江教授和Marcus Kaiser教授為共同通訊作者,中國石油大學(華東)為第一署名單位。

      研究發現神經元在大腦區域內的連接方式能更好地反映腦疾病患者的患病情況和診療結果,且很多腦疾病會導致腦內細胞死亡及腦內連接消除,因此通過人腦結構連接的方式研究腦疾病是當今神經科學領域的熱點。癲癇病是腦部神經元異常放電引起反復性癲癇發作的一種腦疾病,世界衛生組織公布全世界約有5,000萬人患有癲癇,它是全球范圍內最常見的神經系統疾病之一??拱d癇藥物是目前治療癲癇的主要方法,然而約30%的癲癇患者服用藥物無效,需通過手術切除部分腦區來治療。結果顯示,約53%-84%的癲癇患者在術后短期內無癲癇發作,而術后縱向跟蹤結果表明只有約47%-65%的患者可以實現術后長期無復發。

      針對上述問題,該研究采用高分辨率結構網絡技術對癲癇患者腦區內部的結構連接進行分析,以此定位病變腦區的具體位置和相應特征。整個大腦網絡包含~50,000個節點,每個腦區的結構網絡由100~500個節點組成。通過與健康者的結構網絡對比,發現癲癇患者的各個局部腦區有不同程度的變化,當患者癲癇發作時,網絡異常變化會“擴散”至全局腦網絡,且該異常發生在癲癇信號傳播路線附近,值得注意的是,遠離癲癇發作起始點的區域也參與其中,如與術側腦半球相對應的對側腦半球也存在網路異常。研究結果顯示癲癇發作會引起多個局部腦網絡的異常,患者患病時間越長,發生異常的腦區越多,變化強度越大。此外,局部腦區內的網絡異常不僅能對癲癇患者的術后效果進行較好的預測(95%的準確率),還能鑒別術后結果不好的患者,從而有助于在診療中判別是否需進行手術治療。該研究成果不僅為癲癇患者的病變腦組織切除提供了思路,在其他腦疾病領域也有著廣闊的應用前景。

      審稿專家對該成果給予高度評價,認為該研究成果有突出的創新性,不僅對癲癇病的局部人腦結構連接變化提供了新的視角,還對人腦神經成像領域的研究具有重要的貢獻。

      Human Brain MappingWiley出版集團旗下醫學領域的頂級期刊,主要面向功能神經解剖學和神經影像研究,探索人類神經系統空間維度和()時域維度上的腦區功能、結構、連接的變化和組織形式,擁有較廣泛的國際影響力,這是我校首次在該期刊上發表論文。

      2014年以來,王延江教授與美國印第安納大學Richard M. Shiffrin院士和英國諾丁漢大學Marcus Kaiser教授展開合作,致力于將智能信息處理與認知科學、神經科學和腦科學相結合探索人腦結構、功能和認知,經過多年研究,已在《中國科學》、Neurocomputing、IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica等國內外重要期刊發表多項相關研究成果,為我??刂瓶茖W與工程學科在腦科學領域開辟了一個新的研究方向。

       

      全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hbm.25464


       

                                                                                                                                                                                                                                                              控制科學與工程學院

                                                                                                                                                                                                                                                                            科技處

       


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