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西南大学心理学部科研团队发布共享成年人毕生发展大脑影像数据库

发布时间:2018-10-10 来源:本站原创 作者:本站编辑   浏览次数:

孔子说:“吾十有五而志于学,三十而立,四十而不惑,五十而知天命,六十而耳顺,七十而从心所欲不逾矩。”这一过程,是一个随着年龄增长,认知和思想境界逐步提高的过程,与大脑的发育老化密不可分。为了描述与年龄相关的认知以及大脑结构和功能变化,国际知名大学和研究团队相继建立了老化相关的神经科学中心,并把收集的数据公开共享,方便全球相关科学家使用。比如,在美国国立卫生研究员资助下2004年启动的阿尔茨海默病研究纵向多中心队列数据Alzheimer’s Disease Neuroimaging initiative,2007启动的年华盛顿大学阿尔茨海默病研究中心的开放序列成像数据(Open Access Series of Imaging Studies, OASIS)和2010年启动的剑桥老化和神经科学中心Cambridge Centre for Ageing and Neuroscience, Cam-CAN。然而,这些公开的成年人毕生发展的影像数据库集,是基于欧洲和北美国家的高加索人采集。事实上,由于受到基因遗传和环境文化的影响,不同肤色体质类型和不同国家的大脑发育和老化的发展轨迹存在区别。因此,采集中国成年人的影像多模态数据库和公开共享,有利于帮助我们了解和比较,多样化的人类样本群体的大脑发育和老化轨迹,更好的研究中国人的大脑发育和老化轨迹.

在公开的西南大学成年人毕生发展影像数据库(Southwest University Adult Lifespan Dataset, SALD)集里,数据采集从2010年开始启动,到2015年为第一个时间点数据采集截止,共有494名成年人,年龄范围在19-80岁之间。包括大脑结构像数据,功能像数据和人口学变量。数据已按照规范化的数据整理方式(Brain imaging data structure, BIDS)上传到数据平台,可在国际神经影像数据共享平台(International Neuroimaging Data-sharing Initiative, INDI, http://fcon_1000.projects.nitrc.org/indi/retro/sald.html)公开下载和使用。相关论文Structural and functional brain scans from the cross-sectional Southwest University adult lifespan dataset已发表于Nature集团旗下数据期刊Scientific Data (https://www.nature.com/articles/sdata2018134)。论文的通讯作者为西南大学心理学部邱江教授,位东涛副教授和博士生庄恺祥为共同第一作者。

基于SALD数据集,该团队采用动态功能网络连接(dynamic functional network connectivity)的方法,探讨了成年人的大脑动态功能网络随年龄发展变化的趋势。研究成果以题目“Tracking the dynamic functional connectivity Structure of the human brain across the adult lifespan”已在国际影像学期刊人类大脑成像《Human Brain Mapping期刊上接收。硕士生夏云曼为论文第一作者,邱江教授为论文通讯作者之一。首先,基于个体的静息态(没有特定任务状态下)脑影像数据,通过独立成分分析,描述大脑常见的多个功能网络(见左图),以及各个功能网络的关联关系(见中间图)。然后,通过滑动窗口方法,发现一些稳定的重复出现的动态功能网络连接状态;而全脑功能网络连接状态出现的频率在各个年龄组之间,会表现出差异(见右图,数字1-6,表示年龄区间。数字较大表示年龄较大);年龄和不同功能网络连接状态间的切换频率呈现负相关,即老年人的大脑更容易稳定在一个状态下,这可能与老年人的认知加工速度降低有关。