11月28日，北京师范大学心理学部认知神经科学与学习国家重点实验室朱朝喆课题组在《Brain Stimulation》杂志上发表题为MNI2CPC: A Probabilistic Cortex-to-Scalp Mapping for Non-invasive Brain Stimulation Targeting的研究论文。本研究构建了从一个任意MNI皮层靶点坐标到CPC标准颅表坐标系统的群体概率映射（MNI2CPC），并进行了跨个体、跨种族、跨精神疾病的独立验证。同时开发了一个免费在线查询网站（transcranial-brain-atlas.org/MNI2CPC），可查询任意MNI坐标对应的最佳颅表位置，基于CPC标准颅表坐标系的天然优势，可实现快速、准确的手动测量颅表定位。

 

在无创神经调控（NIBS）中，刺激靶点的选择和精准干预是决定调控效果的关键因素。整合多模态神经影像学信息对于选择稳定的刺激靶点十分重要，如组水平激活分析、基于坐标的元分析等方法。这些基于整合信息确定的皮层靶点通常以坐标的形式表达在标准脑空间中，如MNI空间坐标。因此，如何在颅表准确定位这些MNI皮层目标靶点对于NIBS来说至关重要。最前沿的方法是基于神经导航定位，但该方法依赖于个体结构像与神经导航设备，成本高且操作复杂，在实际的应用场景中难以实现，如经颅电刺激等。因此，基于颅表的测量方法被广泛应用。

国际10-20系统常被用于在颅表上近似定位给定的MNI皮层靶点，然而该方法的皮层-颅表对应关系不够精确。此外，手动测量10-20系统地标点非常耗时且容易出错，特别是对于其更密集的衍生版本（10-10/10-05系统）。最近，也有研究提出了更加精确、友好的颅表启发式测量方法，用于手动定位抑郁症治疗中的几个MNI皮层靶点。然而，这些基于颅表的测量方法没有提供误差的变异信息，更重要的是，此类方法仅针对特定的MNI靶点开发，无法推广应用，因此亟需一种通用方法来手动定位任何给定的MNI皮层靶点。

本研究基于大样本MRI数据集（N=114），构建了从一个任意MNI皮层靶点坐标到CPC标准颅表坐标系统的群体概率映射（MNI2CPC）。基于留一法进行了跨个体的验证、基于高加索人群（N=27）和抑郁症人群（N=58）的数据集进行了跨种族、跨疾病的独立验证，分析了MNI2CPC概率映射的误差。同时开发了一个免费在线查询网站（transcranial-brain-atlas.org/MNI2CPC），可查询任意MNI坐标对应的最佳颅表位置，基于CPC标准颅表坐标系的天然优势，可实现快速、准确的手动测量颅表定位。

图1：MNI2CPC的构建流程

图2：在线查询网站与一些重要MNI坐标映射结果示例

图3：跨个体留一法交叉验证误差（颅表）

图4：跨个体留一法交叉验证误差（皮层）

图5：跨种族与跨疾病独立验证的误差（颅表、皮层）

 

本论文第一作者为朱朝喆课题组在读博士生刘发瑞，通讯作者为朱朝喆教授。课题组已毕业的张宗博士，在读博士陈缘缘、韦俐江，在读硕士徐一龙参与了本研究。感谢北师大珠海校区李征教授、北师大刘丽教授和上海精神卫生中心唐莺莺研究员为本研究提供的帮助。本研究得到了国家自然科学基金的资助（编号82071999和61431002）。

 

论文链接：

Liu, F., Zhang, Z., Chen, Y., Wei, L., Xu, Y., Li, Z., & Zhu, C. (2023). MNI2CPC: A probabilistic cortex-to-scalp mapping for non-invasive brain stimulation targeting. Brain Stimulation, 16(6), 1733–1742. https://doi.org/10.1016/j.brs.2023.11.011

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