《人腦結構連線網路在青少年階段的變化研究》是依託北京師範大學，由龔高浪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人腦結構連線網路在青少年階段的變化研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：龔高浪
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
腦結構變化是青少年階段(10-18歲)認知能力發育的物質基礎和前提條件，但迄今為止，科學界對於大腦的結構連線網路在青少年階段的變化模式尚不清楚。本項目擬採用結構磁共振和彌散磁共振成像技術，構建人腦的結構連線網路（包括解剖連線網路和形態相關連線網路），通過利用現代複雜網路分析技術，確定腦結構網路的拓撲屬性（如小世界屬性、網路模組化、節點效率等）在青少年階段的變化。本項目將具體地研究腦結構連線網路的拓撲屬性與青少年階段年齡和性別的準確關聯模型。此外，我們還將進一步分析腦結構連線網路的拓撲屬性與青少年特定認知行為能力（如記憶、執行功能和注意力等）的相關性。本項目利用複雜腦網路的研究方法，從全局的角度來審視青少年階段的腦發育變化，是對已有腦發育研究的重要補充。本研究的預期成果將極大地提高我們對青少年認知行為變化的理解，並且為提前預防、診斷及治療青少年的易感精神疾病提供潛在的科學依據。
結題摘要
人腦結構網路的發育變化是青少年認知能力發育的物質基礎和前提條件。本項目以人腦結構網路的發育為核心科學問題，主要研究內容和目標包括：採用結構磁共振和彌散磁共振成像技術，構建人腦的結構連線網路，通過利用現代複雜網路分析技術，解析腦結構網路的拓撲屬性在青少年階段的變化，並探索不同性別的腦網路發育差異及其與認知能力發展的關聯性。本項目的成果主要包括： 1、揭示了人腦結構網路的發育變化規律；2、發展了一系列的針對腦網路發育研究的影像計算方法。在人腦結構網路的發育變化規律方面，我們發現從青少年到成人階段，隨著年齡的增長，腦網路的全局效率與局部效率都呈現先增加後降低的模式，並且在局部效率上存在明顯的性別差異，而全腦hub區域的分布並未出現明顯的年齡效應。此外，我們還發現在兒童早期發育的這三個關鍵時間點（新生兒組，幼兒組和少兒組）上，腦白質結構網路的連線強度，全局和局部效率，以及穩定性在發育過程中隨年齡單調遞增。從出生開始，小世界屬性和模組性顯著存在，模組數目和模組間連線隨發育過程逐漸增加。在針對腦網路發育研究的影像計算方法方面，我們1、提出了LDH的彌散新測度、2、評價了不同網路構建方法對腦網路屬性個體差異的影響、3、並開發了系列軟體工具（PANDA， PCBrain和Surfview）。綜上，本項目的研究發現是對已有腦發育研究的重要補充，發展的新計算方法為腦網路發育研究提供了重要的技術支持。本研究的成果將極大地提高我們對青少年認知行為變化的理解，並且為提前預防、診斷及治療青少年的易感精神疾病提供潛在的科學依據。
