脑图谱分析证实，疾病有选择地影响大脑网络

位于圣安东尼奥的德克萨斯大学健康科学中心的研究人员研究了43种大脑疾病，并强烈证实了一个被称为“网络退化假说”的理论。该理论认为，疾病相关的结构损伤侵入了用于人类行为的功能网络，并经常在“共变网络”中重复。

　　

大脑拥有一个复杂的功能网络结构作为它的信息处理机器。大脑的网络结构本身是疾病的目标吗?如果是，哪些网络与哪些疾病相关?关于大脑疾病的根本原因，这能告诉我们什么?

取得惊人的进步在神经科学的基础上在过去的30年里,研究人员在圣安东尼奥德克萨斯大学健康科学中心(UT健康圣安东尼奥)发表的一项研究显示43脑部疾病,精神病学和神经,强烈肯定理论称为“网络退化假设。”根据这一理论，疾病相关的结构损伤侵入了用于人类行为的功能网络，并在“共同改变网络”中重演。

评估这些网络中的代谢需求，该研究假定高交通枢纽的代谢压力(“节点压力”)是网络退化的关键潜在原因。

这项研究发表在3月8日的《自然》(Nature)杂志《通讯生物学》(Communications Biology)上，它利用了大脑地图(BrainMap)——一个收录了2万多篇已发表的功能和结构神经成像实验的数据库。德克萨斯大学圣安东尼奥分校(UT Health San Antonio)的成像研究所(Research Imaging Institute)是大脑地图的诞生地和学术中心。为了证实大脑地图项目的影响，美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)在4月份将对这项工作的资助延长了4年(该项目的14-17年)。这是240万美元的奖金。

医学博士、成像研究所教授、主任彼得·t·福克斯(Peter T. Fox)说，《通讯生物学》这篇文章是从BrainMap数据库中检索到的数万个实验进行的荟萃分析。Fox博士和合著者比较了用于正常行为的大规模功能网络的连接模式和与疾病相关的共变异网络，发现了惊人的重叠。

“结构和功能网络通信的范围令人印象深刻，”福克斯博士说。“观察到的20个与疾病相关的共改变网络中，有14个在空间上与与正常行为相关的功能网络一致，如运动、感知、情感、语言、问题解决、记忆编码和回忆，这些在很大程度上一致。”

该论文的发现包括:

• 灰质萎缩或肥大遵循网络原理。

• 神经疾病比精神疾病有更强的网络关联。

• 有些疾病在网络中比其他疾病有更广泛的影响。例如，亨廷顿氏病影响9个神经网络，精神分裂症影响7个，而重度抑郁症和双相情感障碍分别影响2个。

福克斯博士说:“研究人员可以把这些多维度的结果作为更具体研究的路线图，因为我们的研究中共享的组成图可以产生生物学上有意义的兴趣区域。”

继续为BrainMap项目提供资金至关重要。Fox博士说:“即将开展的部分工作是与德克萨斯大学奥斯汀分校高级计算中心(Texas Advanced Computing Center at UT Austin)合作，创建一个高性能计算脑地图社区门户(BrainMap Community Portal)，这个工具可以让这种类型的大规模、复杂、多变量分析更容易被整个研究社区执行。”

 March 8, 2021, Communications Biology

https://doi.org/10.1038/s42003-021-01832-9