[科普中国]-人脑的“地图”——脑图谱

人类的大脑是如何工作的？如果大脑“生病了”，医生怎样才能快速找到病灶、进行精准治疗呢？想要解答这些问题，我们首先要对大脑有一个清楚的认识。

大脑是人体最复杂的器官，为了了解人脑的结构和功能，科学家们进行了大量的研究。要想知道大脑能运行什么、操作什么，首先要了解它是如何组织和连接的，这个复杂的脑部研究形成了脑图谱。

脑图谱相当于大脑的“地图”，能为特定的脑结构进行“定位”，从而为复杂的脑部研究和治疗提供“导航”，就像GPS地图导航系统一样。因此，脑图谱一直以来都是研究脑结构和功能及脑疾病的重要手段。

德国神经学家科比尼安·布洛德曼上世纪初绘制出了第一份人类大脑皮层图。据了解，这幅人脑皮层图至今仍是比较大脑活动区域及其结构时最常用的参考资料。但由于技术限制，早期的脑图谱研究存在局限性，如对功能复杂脑区的功能亚区便捷划分不明确、缺乏精度、与大脑很多区域最新的解剖和功能数据不匹配等。

近年来，随着脑影像数据采集设备和技术的进步，如高场强磁共振成像在活体上的应用，特别是弥散张量成像技术的发展，为脑网络组图谱绘制提供了技术基础。

2016年，中国科学院自动化研究所脑网络组研究中心借助新技术，突破了传统脑图谱绘制瓶颈，提出了“利用脑结构和功能连接信息”绘制脑网络组图谱的想法，并通过6年的努力，成功绘制出全新的人类脑图谱：脑网络组图谱。

该图谱包括246个精细脑区亚区，不仅包含了精细的大脑皮层脑区与皮层下核团亚区结构，而且在体定量描绘了不同脑区亚区的解剖与功能连接模式，并对每个亚区进行了细致的功能描述。

脑网络组图谱的构建将引领人类脑图谱未来发展从标本走向活体，从粗糙走向精细，从单一的解剖结构描述到集成结构、功能和连接模式等多种知识的综合描述，是未来脑科学研究的“利器”。例如在脑疾病方面，全新的脑图谱有利于神经精神疾病的新型个性化治疗方案的实施，通过脑网络组图谱准确定位脑内目标区域或者深部脑区的皮层连接脑区，然后进行刺激与扰动，进而改善患者的症状。

总之，脑网络组图谱是脑科学、认知科学、认知心理学等相关学科取得突破的关键，能为解析神经及精神疾病神经环路的结构和功能异常以及发展新一代诊断、治疗技术方法奠定坚实的基础。

本文由中国科学院自动化研究所研究员 樊令仲进行科学性把关。

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