近日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室的龚高浪研究组在国际权威杂志Human Brain Mapping在线发表了题为“Cortical mapping of callosal connections in healthy young adults” 的研究论文。该论文利用近千名健康成年人的高质量磁共振影像数据和先进纤维追踪算法，构建了人脑胼胝体与大脑皮层间的高精度双向连接图谱（见下图1），并配套开发了交互式的在线图谱使用云平台：CCmapping（国内网页：http://ccmapping.cn；国际网页：http://ccmapping.org）。

图1. 胼胝体与大脑皮层双向高精度连接图谱（示意图）

胼胝体（Corpus Callosum）是哺乳动物脑内最粗大的白质纤维连接，包含了绝大多数连接大脑左右半球的纤维轴突，承担着左右大脑半球间信息整合与协调处理的重要作用。大量研究表明，胼胝体内部不同纤维束的结构属性（例如形态学和扩散参数）与发育/老化、性别、认知功能表现、以及大脑疾病等存在高度相关。精准定位胼胝体内部不同纤维束与大脑皮层区域之间的连接对应关系是研究和理解胼胝体在半球间信息传递作用及其功能角色的前提条件。但迄今为止，领域内尚缺乏高精度的“胼胝体-大脑皮层”双向连接图谱（方向1：定位中轴面上特定胼胝体区域纤维所连接的具体皮层区域； 方向2：定位连接左右半脑同位皮层区域纤维穿过胼胝体中轴面上的具体区域）。本研究采用超高角分辨率的弥散加权磁共振数据，利用高阶弥散方向建模方法和概率性纤维追踪算法，结合大脑皮层对齐技术和自研的高精度二维胼胝体中轴面配准方法，首次建立了大样本健康成年人群体水平下的高精度“胼胝体-大脑皮层”双向连接图谱。与以往组织学染色映射结果的比对和大量的可重复性分析结果充分证实了该图谱的有效性和稳定性。

为了便利该图谱的可视化和后续研究，课题组还专门开发了配套的云端可视化平台CCmapping（国内网页：http://ccmapping.cn；国际网页：http://ccmapping.org），支持世界范围内的研究者交互式地呈现和导出感兴趣的胼胝体或皮层投射区域（如图3）。任意用户均可通过在线点击胼胝体中轴面/同位皮层区域或通过上传胼胝体中轴面/大脑皮层感兴趣区，获取对应的连接投射地图（见下图2）。在可视化连接投射区域的同时，CCmapping能够利用基于空间随机算法估计的阈值，呈现在群组水平下p<0.05的显著连接区域，进一步方便了该图谱的直接应用。

图2. CCmapping: 针对“胼胝体-大脑皮层”双向连接图谱的云端使用平台

利用该图谱，本研究进一步揭示了人脑胼胝体纤维与其皮层连接区域之间的位置依赖性和微结构相关性（见下图3）：1）胼胝体到大脑皮层的投射存在前-后轴（anterior-posterior axis）和背-腹轴（dorsal-ventral axis）的位置相关性；2）皮层区域中的髓鞘化程度与其胼胝体连接纤维的密度和朝向分散度呈现显著相关。

图3. 胼胝体纤维与其连接皮层区域间的位置依赖性和微结构相关性

综上，本研究首次构建了人脑胼胝体与大脑皮层间的高精度双向连接图谱，并搭建了友好开放的云端使用工具，这为针对胼胝体连接结构与传导功能等方面的研究提供了关键性基础信息和支撑平台。基于该图谱揭示的人脑胼胝体纤维与其连接皮层区域间的位置/微结构相关性，充分证明了该图谱及CCmapping在理解左右脑连接规律方面的重要价值。

该论文的第一作者为北师大已毕业硕士生熊一蓉，通讯作者为龚高浪教授，合作作者包括课题组其他成员、以及法国索邦大学的Michel Thiebaut de Schotten教授。该研究得到了科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金委、及北京师范大学等机构的经费支持。

论文信息: Xiong, Y., Yang, L., Wang, C., Zhao, C., Luo, J., Wu, D., Ouyang, Y., Thiebaut de Schotten, M., & Gong, G.* (2024). Cortical mapping of callosal connections in healthy young adults. Human Brain Mapping, 45(3), e26629.https://doi.org/10.1002/hbm.26629

网页链接：http://ccmapping.cn；http://ccmapping.org