大腦擁有一個(gè)復(fù)雜的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為信息處理提供了基礎(chǔ)。然而,大腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身是否是疾病的靶點(diǎn)?如果是的話,哪些網(wǎng)絡(luò)與哪些疾病有關(guān)?我們能知道有關(guān)腦部疾病的根本原因嗎?
在過去30年來神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域取得非凡進(jìn)展的基礎(chǔ)上,美國德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧健康科學(xué)中心的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)對(duì)43種大腦疾。òň竇膊『蛻窬膊。┑難芯,并強(qiáng)烈肯定了一種被稱為“網(wǎng)絡(luò)退化假說”的理論。根據(jù)這一理論,與疾病有關(guān)的結(jié)構(gòu)性損害侵入了人類行為中使用的功能網(wǎng)絡(luò),并在“共變網(wǎng)絡(luò)”中重現(xiàn)。
這項(xiàng)發(fā)表在《Communications Biology》上的研究認(rèn)為,一些神經(jīng)退行性疾病的結(jié)構(gòu)病理學(xué)選擇性地?fù)p害了功能網(wǎng)絡(luò)的一部分,從而激發(fā)了網(wǎng)絡(luò)退化假說。

在這項(xiàng)研究中,研究人員通過BrainMap檢索到2萬多個(gè)實(shí)驗(yàn)的元分析,并比較了正常行為中使用的大規(guī)模功能網(wǎng)絡(luò)的連接模式與疾病相關(guān)的“共變”模式,從而發(fā)現(xiàn)了驚人的重疊現(xiàn)象。
研究通訊作者、成像研究所主任Peter Fox教授說:“結(jié)構(gòu)和功能網(wǎng)絡(luò)通信的范圍令人印象深刻。我們觀察到的20個(gè)與疾病相關(guān)的共變網(wǎng)絡(luò)中,有14個(gè)在空間上與參與正常行為的功能網(wǎng)絡(luò),如運(yùn)動(dòng)、感知、情感、語言、問題解決以及記憶編碼和回憶存在高度的一致性。”
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn):一些疾病在大腦網(wǎng)絡(luò)中比其他疾病有更廣泛的影響。例如,亨廷頓氏病影響9個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),精神分裂癥影響7個(gè),而重度抑郁癥和雙相情感障礙分別影響2個(gè)。
Fox博士說:“研究人員可以把這些多維度的結(jié)果作為更具體研究的路線圖,因?yàn)槲覀冄芯恐泄蚕淼慕M成圖可以產(chǎn)生生物學(xué)上有意義的區(qū)域。”
Fox表示,未來工作的一部分是與高級(jí)計(jì)算中心合作,創(chuàng)建一個(gè)高性能計(jì)算的BrainMap社區(qū)門戶網(wǎng)站。這個(gè)工具將使整個(gè)研究領(lǐng)域更容易進(jìn)行這種類型的大規(guī)模、復(fù)雜和多變量的分析。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s42003-021-01832-9
(文章來源:科技部;原文鏈接:http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202105/t20210525_174796.html)