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2010年9月15日，星期三

组合式扫描仪可以以高分辨率显示复杂的电路。

美国国立卫生研究院今天授予了总计4000万美元的赠款，用于以高分辨率绘制人脑的连接图。更好地了解这种连通性有望改善脑部疾病的诊断和治疗。

这笔赠款是人类Connectome项目（ http://www.nih.gov/news/health/jul2009/ninds-15.htm ）的第一笔资助。他们将支持两个合作的研究联盟。第一个将由圣路易斯华盛顿大学和明尼苏达大学双城分校的研究人员领导。另一个将由麻省总医院（MGH）/波士顿哈佛大学和加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员领导。

华盛顿大学的戴维·范·埃森博士（David Van Essen）博士解释说：“我们正在计划对21世纪的重大科学挑战之一采取一致行动。” .D。 “人类连接基因组计划（ http://www.humanconnectome.org/consortia/ ）将产生变革性的影响，为详细了解我们的大脑回路随着年龄的增长以及精神和神经疾病的差异铺平道路。 ”

NIH的神经科学研究蓝图（ http：// ）的16个组件（ http://grants.nih.gov/grants/guide/rfa-files/RFA-MH-10-020.html ）为Connectome项目提供了资金。 /www.neuroscienceblueprint.nih.gov/ ）。

“在前所未有的规模上，这项高度协调的工作将使用最先进的成像仪器，分析工具和信息技术，并且所有得到的数据将与研究团体自由共享，”迈克尔·赫尔塔说，美国国家心理健康研究所的博士，负责指导NIH Connectome计划。 “大脑连接的个体差异是我们思维，感知和运动技能的多样性的基础，因此了解这些网络有望促进大脑健康。”

华盛顿美国/明尼苏达州研究小组将绘制1200名健康成年人中每个人的连接组图，其中包括成对的双胞胎及其来自300个家庭的兄弟姐妹。这些地图将显示每个人的大脑各部分之间的解剖和功能联系，并将与行为测试数据相关。比较同卵双胞胎和异卵双胞胎的连接基因组和遗传数据，将揭示基因和环境在塑造大脑回路中的相对作用，并查明相关的遗传变异。这些地图还将阐明大脑网络的组织方式。

在进行筛查的工具时，研究人员将优化磁共振成像（MRI）扫描仪，以捕获参与者的静止状态和任务挑战时的大脑解剖结构及其活动。所有参与者都将在华盛顿大学接受结构和功能方面的扫描。为此，研究人员将使用磁场强度为3 Tesla的定制MRI扫描仪。这款Connectome扫描仪将采用明尼苏达州的财团科学家和Advanced MRI Technologies开发的新成像方法，并将提供十倍的成像时间和更好的空间分辨率。

此外，明尼苏达大学还将使用功能更强大的7号和10.5号Tesla MRI装置扫描一对双胞胎对的子集，该装置率先使用了这种先进的超高磁场成像技术。对于另一对双胞胎，该扫描将辅以在圣路易斯大学使用磁脑电图（MEG）（ http://kurage.nimh.nih.gov/meglab/Main/MegOverview ）获得的毫秒级脑电活动电影来补充。脑电图（EEG）（ http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003931.htm ）。

使用超级计算机使用复杂的分析工具进行处理后，可通过定制的Connectome数据库神经信息平台通过Web访问数据。这个耗资3000万美元的五年期项目，将全部进行，涉及来自9个研究中心的33位合作者，其中包括英国牛津大学；印第安纳大学，布卢明顿；加州大学伯克利分校；英国沃里克大学；意大利d'Annunzio大学；以及德国的恩斯特·斯特龙曼研究所（Ernst Strungmann Institute）。

MGH /哈佛大学-加州大学洛杉矶分校的Connectome联盟也与这个更大的项目合作，将致力于优化MRI技术，以前所未有的分辨率使用扩散MRI对大脑的结构连接进行成像。在两个项目中使用的这种使用MRI扫描仪的方式通过跟踪水的运动来绘制大脑的纤维长距离连接。通过不同类型细胞的特征性水扩散模式可以检测到不同类型的组织。因此，可以清楚地看到神经元的长延伸，称为白质。

“我们正在组装的MRI扫描仪系统的功能将是传统系统的4至8倍，从而使人类神经解剖学成像的灵敏度大大超过了目前的系统，”医学博士Bruce Rosen解释说。由MGH /哈佛大学的同事Van Wedeen博士和UCLA的Arthur Toga博士领导该项目。

计划由西门子医疗系统公司为该项目建造的Connectome扫描仪是新型MRI仪器中的第一台。罗森说，它不仅可以提高分辨能力，而且还可以缩短对每个物体成像所需的扫描时间。

MGH /哈佛团队率先使用了称为“扩散频谱成像”（Diffusion Spectrum Imaging，DSI）的扩散MRI技术来创建横跨大脑的令人惊叹的神经纤维图。与较旧的称为“扩散张量成像”的技术相比，DSI提供了更高分辨率，更多维的视图。例如，这使得查看在单个位置交叉的多个神经纤维的不同方向成为可能。

韦登说：“今天，我们对人脑的连通性了解不如十二种其他物种。” “更多地了解我们大脑连接的变化将为使用大脑成像连接性测量手段作为诊断的基础打下基础。”

UCLA的Toga补充说：“创建这些地图需要复杂的统计和视觉信息学方法。” “了解这些亚群之间这些图谱的异同将增进我们对人类大脑在健康和疾病中的了解。”

该项目将在三年内获得850万美元的赠款，以对健康的成年人进行扫描，其中包括来自其他财团项目的一些参与者。数据和研究知识还将在两个项目之间共享。

NIH神经科学研究蓝图（ http://www.neuroscienceblueprint.nih.gov/ ）是NIH主任办公室与15个支持神经系统研究的NIH研究所和中心之间的合作。通过汇集资源和专业知识，该蓝图支持变革性的神经科学研究，以及新工具，培训机会和其他资源的开发，以协助神经科学家。

关于美国国立卫生研究院（NIH）：美国国立卫生研究院（NIH）是美国的医学研究机构，包括27个研究所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的组成部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学研究的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问www.nih.gov 。

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