心理所發現人腦局部功能一致性的神經生物學意義

　　人腦局部功能一致性（ReHo）在整個大腦皮層的分布有很明顯的梯度變化，是標明大腦功能邊界的一個指標。雖然其在神經精神疾病領域已經得到廣泛應用并取得了眾多進展，近來也被證實具備很高的重測信度（Zuo XN etc, Neuroimage，2013），但是目前尚不清楚其是否具有明確的神經生物學意義，因而限制了其進一步的深入應用。中國科學院心理研究所行為科學重點實驗室左西年研究組通過對局部功能一致性(ReHo)的區域差異、結構形態學基礎及功能協方差網絡的系統研究，發現了這個指標的神經生物學意義。

　　該研究利用562名正常健康被試的結構及靜息態功能磁共振成像數據，首先繪制全腦毫米精度內的二維ReHo、形態學指標（包括皮層厚度、表面積、平均曲率、溝深、局部溝回指數）圖譜，然后對皮層上的區域差異進行研究，用以考察腹側視覺通路、前額葉皮層和后內側皮層的ReHo分布。結果表明：腹側視覺通路的局部功能一致性梯度反映了信息處理的復雜程度或其功能等級（圖1），前額葉皮層網絡的功能等級分布也吻合其局部功能一致性梯度（圖2），后內側皮層的ReHo分布梯度揭示了其多模態功能信息整合的程度（圖3）。其次，結構關聯分析也發現ReHo的個體差異與皮層形態學個體差異顯著相關，表明了人腦局部功能一致性具有結構形態學基礎。最后，ReHo協方差網絡由層級組織（感覺皮層及高級聯合皮層）明顯的5個模塊組成。上述這些研究結果在三個成像中心的數據上都是完全可重復的。以上結果表明，人腦局部功能一致性具有由解剖、發育及認知等多因素共同決定的神經生物學意義。

　　該研究受國家自然科學基金(11204369, 81270023, 81171409, 81220108014)、心理所青年基金(Y1CX222005)、國家科技支撐項目(2012BAI36B01)、中科院百人計劃(KSZD-EW-TZ-002)資助。研究成果目前已在線發表于Brain Structure and Function。

圖1. 局部功能一致性在腹側視覺通路隨著信息處理復雜性的升高而減小

圖2. 局部功能一致性在前額葉的網絡等級分布

圖3. 局部功能一致性在后內側皮層的多模態信息整合分布