中国科学家聚焦08科研热点

　　生物通综合：来自科学时报的消息，来自中科院自动化所（Institute of Automation，生物通注），首都医科大学宣武医院（Xuanwu Hospital of Capital）的研究人员借助脑影像计算理论与方法，在脑认知障碍研究方面取得了重大发现。这一研究介绍了在静息状态下采用功能性磁共振成像（fMRI）的数据分析方法，在小于0.08Hz的低波段下，通过测量脑部血氧含量水平的变化，勾画出阿尔茨海默氏症 （俗名老年痴呆症）早期患者不同脑部功能区连接的改变等问题。研究者将患者脑分成116个区域，通过计算对比每一对区域功能连接的变化，来鉴别全脑网络异常的功能性变化。这一研究成果公布在2007年美国《人类大脑成像》（Human Brain Mapping）封面上。 领导这一研究的是中科院自动化研究所脑影像与脑认知障碍研究团队教授蒋田仔和北京宣武医院教授李坤成，前者早年毕业于兰州大学，2000年入选中国科学院“****”，并于2001年4月正式回国负责创建医学成像与计算研究组。后者研究方向为心血管与神经系统影像学诊断，现任首都医科大学宣武医院放射科主任。这一研究的结合是大脑影像研究在基础研究方面应用的一项成果。 在《科学》杂志预测的2008年七大科研热点中（包括microRNA、人工制造的微生物、新的计算机芯片材料、人类细菌以及尼安德鲁人 的基因组、人类神经回路、以及来自CERN的Large Hadron Collider的数据，见《科学》封面：2007十大科学进展 ），大脑神经回路研究是其一。借助一些新方法，科学家有望开始了解大脑神经细胞回路是如何处理信息和调控行为的。与此同时，一种名为弥散张量成像的磁共振新技术，也为科学家提供了人类大脑不同区域之间如何连接的新细节。这些技术不仅将帮助科学家深入了解神经回路是如何工作的，也有助于科学家研究在一些大脑疾病中神经回路是如何失效的。 在人类发展史上，重大精神疾病的成因和机理一直是尚未解决的难题。正如科学家所知，阿尔茨海默氏症是一组病因不明的原发性脑疾病，有的患者早期以情感障碍为主，表现为躁狂或抑郁症状，有被误诊为功能性精神病的可能，随着病情逐渐加重，痴呆症状日益明显才被确诊，目前尚缺乏相应病因的治疗措施。 在国家杰出青年基金的资助下，蒋田仔和同事们把计算机的超强信息运算能力应用到阿尔茨海默氏症的研究中。在计算神经解剖学关键技术中有重大突破和创新，基于局部脑组织分布模型，通过信息计算，运用形变模型提取组织结构的三维信息来进行形状分析。同时在揭示脑功能领域取得重大成果，对比正常人与早期盲人脑皮层厚度，发现在左右视觉皮层区域，盲人皮层厚度高于正常人。在脑自发活动、全脑网络与脑疾病、功能连接与智力研究方面，他们发现病人与正常人间有差异。 该团队以重大神经与精神疾病临床应用为目标，开发了刺激与响应的模式考察方法，把空间信息与时间信息结合起来的局部一致性测量方法，建立了基于图论的多个脑区功能连接的测量方法。在临床医学中融入了计算信息的应用，有力地揭示了先天性盲人皮层与复杂度的异常，在静息状态下阿尔茨海默氏症功能连接异常，精神分裂症和阿尔茨海默氏症的静息状态全脑功能连接分析。这些研究可能会对药物精确治疗提供理论依据。 蒋田仔说，脑科学的研究是无尽的，正像《科学》杂志预测的那样，信息科学向生命科学渗透是国际学科发展的必然趋势。目前，很多医院，例如北京的宣武医院、天坛医院、北京大学第六医院、天津医科大学总医院及湖南湘雅二院等都与该团队建立了实质性的合作关系，并形成了互惠互利的多赢模式，希望经过这几年的运作和积累，可在中国组建第一个计算医学研究中心。 （生物通：万纹） 原文摘要： Human Brain Mapping Volume 28, Issue 10 , Pages 967 - 978 Published Online: 28 Nov 2006 Altered functional connectivity in early Alzheimer's disease: A resting-state fMRI study 『Abstract』 附： 蒋田仔 (Tian-zi JIANG) 研究员，博导，中国科学院“****”入选者。 1984年在兰州大学获理学学士学位，1992年6月和1994年6月在杭州大学分别获理学硕士学位、博士学位。1984.8－1989.8在苏州丝绸工学院任助教，1994.7－1997.6为中国科学院自动化研究所博士后及副研究员并担任计算视觉研究组组长。1997.6－1999.6为澳大利亚新南威尔士大学校长专项基金资助的研究员。1999.6－2000.4在马普认知神经科学研究所从事脑成像和医学图像分析的研究。2000.4－2001.4被聘为英国女王大学计算机学院高级研究员。2000年入选中国科学院“****”，并于2001年4月正式回国负责创建医学成像与计算研究组。 现为《International Journal of Computer Mathematics》杂志和《中国医学影像技术》编委, 美国休斯顿大学计算机系访问教授和兰州大学信息科学与工程学院兼职教授。 研究领域包括不同模态脑成像和医学图像分析的计算理论和新算法，特别是医学成像中的分布式计算，功能脑成象中的时间序列建模，脑图象数据的可视化，脑组织与病变的分割和分类，多模式图象匹配与融合，脑皮层曲面分割、重建和形状分析，脑病变的特征描述子，脑病变数据库及检索工具等神经信息科学的一些关键问题。 　 Selective Publications: Jiang TZ. (1998) A Parallel Information-based Complexity Approach to Visual Surface Reconstruction. International Journal of Computer Mathematics, 70: 165-177. Lu Q, Jiang TZ. (2001) Pixon-Based Image Denoising with Markov Random Fields. Pattern Recognition, 34(10): 2029-2039. Jiang TZ, Yang FG. (2002) An Evolutionary Tabu Search for Cell Image Segmentation. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics - Part B, Cybernetics, 32(5): 675-678. Fan Y, Jiang TZ, Evans DJ. (2002) Volumetric Segmentation of Brain Images Using Parallel Genetic Algorithm. IEEE Transactions on Medical Imaging, 21(8): 904-909. Zhu CZ, Jiang TZ. (2003) Multi-context Fuzzy Clustering for Separation of Brain Tissues in MR Images. Neuroimage, 18(3). E-mail: [e-mail] 李坤成 研究方向名称:心血管与神经系统影像学诊断 电子信箱:[e-mail] 社会任职 1: 北京市人民代表大会常务委员会常委，农工党北京市委副主委，中华医学会医学工程分会全国委员，影像工程学组组长 个人简历 197802-198212:中国医科大学医疗系 学习 198212-198408:中国医科大学附属第三医院放射科 住院医师 198408-198708:中国医科大学第一临床学院放射诊断专业 毕业获医学硕士学位 198708-199008:中国协和医科大学医学影像学专业博士研究生 毕业获医学博士 199008-199406:中国医学科学院阜外心血管病医院放射科 主治医师，副主任医师 199406- :首都医科大学宣武医院放射科 主任 重要学术论文 1: Yu A, Li K*, Yu C, Wang Y.Diffusion tensor imaging in medial temporal lobe epilepsy. Chinese Medical Journal. 2006,119(15):1237-1241.SCI 2: Yu A, Li K*.Value of diagnosis and differential diagnosis of MRI and MR spectroscopy in gliomatosis cerebri. European Journal of Radiology. 2006,59:216-221.SCI 3: Yu C, Lin F, Li K*, Jiang T.Diffusion tensor imaging in the assessment of normal-appearing brain tissue damage in relapsing neuromyelitis optica. AJNR. 2006,27:1009-1015.SCI 4: Liang Z, Li KC*, Yang X, Du X, Liu J, Zhao X, Qi X.ROC analysis for diagnostic accuracy of fracture by using different monitors. J Digit Imaging. J Digit Imaging. 2006,19(3):276-278.SCI 5: Wang L, Zang Y, He Y, Liang M, Zhang X, Tian L, Wu T, Jiang T, Li KC*.Changes in hippocampal connectivity in the early stages of Alzheimer's disease: Evidence from resting state fMRI. Neuroimage. Neuroimage. 2006,31:496-504.SCI 6: Liang Z, Li K*, Zhang J, Liu S..The study of diagnostic accuracy of chest nodules by using different compression methods. Eur J Radiol. 2005,55 (2):255-7..SCI 7: Lu J, Li KC*, Hua Y..Primary study on imaging in transient ischemic attacks. Chinese Medical Journal. 2005,118(21):1812-6.SCI 8: Yu A, Li KC*, Piao C, Li H.Application of functional MRI in epilepsy. Chinese Medical Journal. 2005,118(12):1022-7.SCI 9: Hao J, Li K*, Li K, Zhang D, Wang W, Yang Y, Yan B, Shan B, Zhou X..Visual attention deficits in Alzheimer's disease:an fMRI study. Neuroscience Letters. 2005,5(2005):18-23.SCI 10: Yu CS, Li KC*, Xuan Y, Ji XM, Qin W.Diffusion tensor tractography in patients with cerebral tumors:A helpful technique for neurosurgical planning and postoperative assessment. European journal of Radiology. 2005,56(2005):197-204.SCI 主编或副主编的著作/译著 1: 《严重急性呼吸综合征的影像诊断研究》,主编,科学技术文献出版社,200412 2: 《全国大型医用设备使用人员(MRI医师)上岗证考试辅导教材》,主编,中国人口出版社,200407 3: 《乳腺影像诊断学》,主编,人民卫生出版社,200303 4: 《比较神经影像学》,主编,科学技术文献出版社,200108 5: 《医学影像检查程序指南》,副主编,人民卫生出版社,200106 6: 《心脏大血管病磁共振诊断图谱》,主编,北京出版社,199810 7: 《心血管磁共振成像诊断学》,主编,人民卫生出版社,199708 重要奖项 1: _,阿尔海默氏病的临床研究,200501 2: _,《心血管磁共振成像诊断学》,200101