基于磁共振成像的人脑功能一致性研究

项目名称： 基于磁共振成像的人脑功能一致性研究

项目编号： No.11204369

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学I

项目作者： 姜黎黎

作者单位： 中国科学院心理研究所

项目金额： 24万元

中文摘要： 非侵入性磁共振成像技术可以观测活体人脑解剖结构及其动力学状态，然而，如何利用其产生的海量数据刻画大脑的动力学行为特征以及如何解码从解剖结构到动力学状态演化再到个体行为输出的内在物理机制，一直是计算神经科学领域的难点问题。功能一致性指标描述大脑局部区域的动力学同步性，已经成功区分多种神经精神疾病患者与健康被试的脑成像差别，对其结构基础、表型相关及计算模型的验证研究将有助于解决这一难题。本项目拟通过采集静息态功能磁共振、弥散张量成像及智商、性别等表型数据，研究功能一致性指标的半球分布不对称性、结构基础及表型相关图谱，并利用计算模型与实际磁共振数据对这一指标全脑分布特征的定量比较，试图揭示人群中脑结构、功能及行为多样性的内在物理机制。本项目以人脑功能一致性为研究对象，扩展了理论系统生物学及磁共振成像方法学研究体系，有望为神经精神疾病的病理机制提供理论参考，最终为药物开发提供新的视角和理论验证。

中文关键词： 磁共振成像；局部一致性；静息态；距离；

英文摘要： Non-invasive Magnetic Resonance Imaging (MRI) technique can be used to observe anatomical structure and dynamics of human brain in vivo, however, how to use the huge number of data produced by MRI to describe the dynamical characteristics of human brain and how to decode the intrinsic physical mechanisms from anatomical structure to dynamical evolution and then to individual behaviors, remain a major challenge in the field of computational neuroscience. Functional homogeneity, which describes regional dynamical synchrony, has been successfully used to distinguish a variety of neuropsychiatry patients from healthy subjects based on brain imaging. Further investigations on its structural basis, phenotypic correlations and verifications of computational model will help elucidate the above physical mechanisms. The project intends to collect a sample of resting state functional MRI, diffusion tensor imaging and phenotypic data such as intelligence and sex, and investigate hemispheric asymmetry, structural basis and phenotypic correlation maps of functional homogeneity. By using quantitative comparison of whole brain distribution characteristics of functional homogeneity between computation model and realistic MRI data, the project tries to reveal intrinsic physical mechanisms of population diversity of human brain s

英文关键词： Magnetic Resonance Imaging；Regional Homogeneity；Resting State；Distance；