青少年腦神經(jīng)發(fā)展機(jī)制及其相關(guān)行為障礙和精神疾病課件

研究目的從基因﹑分子﹑神經(jīng)﹑行為和環(huán)境等多個(gè)研究層面，利用現(xiàn)代行為遺傳學(xué)和腦成像技術(shù)，研究青少年期神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育和重塑的動(dòng)態(tài)過程以及在非正常狀態(tài)下導(dǎo)致行為障礙和精神疾病的神經(jīng)發(fā)展（neurodevelopmental）機(jī)制?；谡J(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究成果，設(shè)計(jì)對青少年行為障礙和精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量檢測模型。研究目的從基因﹑分子﹑神經(jīng)﹑行為和環(huán)境等多個(gè)研究層面，利1青少年在肌肉速度力度，免疫能力，對冷熱饑餓等極端環(huán)境的適應(yīng)能力，創(chuàng)傷再生和修復(fù)能力上迅速發(fā)展并達(dá)到頂峰。個(gè)體的反應(yīng)速度，推理能力，記憶能力在青少年期逐步發(fā)展并達(dá)到頂峰。然而，世界衛(wèi)生組織報(bào)告：意外事故，自殺，暴力，吸毒，酗酒，成癮等行為障礙比例在青少年期顯著上升。青少年期是精神分裂，長期抑郁等重大精神疾病的首發(fā)期和高發(fā)期。青少年期的總體傷亡率比兒童期增長200%~300%。青少年期：機(jī)遇與危機(jī)青少年在肌肉速度力度，免疫能力，對冷熱饑餓等極端環(huán)境的適應(yīng)能2青少年期

大腦發(fā)育和可塑性的影像學(xué)研究

美國國立精神研究中心的Gieddetal(2006,2007)用sMRI發(fā)現(xiàn)青春期前后伴隨著大腦部分結(jié)構(gòu)的體積迅速增大，繼而重新縮減的過程。這一過程可能與大腦結(jié)構(gòu)可塑性和突觸剪切（pruning)有關(guān)。Sowell(1999)發(fā)現(xiàn)不同大腦結(jié)構(gòu)的成熟有一個(gè)時(shí)間差。其中掌管決策，執(zhí)行，注意和抑制的前額葉皮層的成熟明顯晚于大腦的其他結(jié)構(gòu),并且發(fā)育歷時(shí)最長。前額葉皮層與其他大腦機(jī)構(gòu)的功能整合，尤其是對amygdala和limbicsystem等情緒機(jī)構(gòu)的監(jiān)督調(diào)控成為當(dāng)前研究大腦成熟過程的熱點(diǎn)問題。相應(yīng)的fMRI研究還剛剛起步。青少年期

大腦發(fā)育和可塑性的影像學(xué)研究

美國國立精神研究中3精神疾病的遺傳和神經(jīng)發(fā)展研究大量雙生子，家庭譜系和流行病學(xué)數(shù)據(jù)支持精神疾病的遺傳基礎(chǔ)，以及環(huán)境創(chuàng)傷在神經(jīng)發(fā)育關(guān)鍵期對精神疾病的影響。目前已被識(shí)別的與行為障礙和精神疾病相關(guān)的基因包括，Ca++-independentcelladhesionmoleculesNCAM和L1,位于人類染色體22,位置q11的多個(gè)基因,signaling分子Neuregulin和它的受體Erb4(Lewisetal.2003).這些基因都作用于神經(jīng)發(fā)展的關(guān)鍵階段,包括neuralprecursorproliferation,neuronalmigration,axonalanddendriticelaboration,以及突觸形成。高分辨率大腦影像技術(shù)為精神疾病的神經(jīng)發(fā)展機(jī)制研究提供了前所未有的可能性。用影像技術(shù)長期追蹤神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能變化的軌跡對了解大腦正常發(fā)育過程和精神疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制具有關(guān)鍵的意義。但由于技術(shù)，資金和各種規(guī)范條例的限制，國際上的有關(guān)研究往往樣本過小，追蹤時(shí)間過短，數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重。研究結(jié)果彼此沖突。精神疾病的遺傳和神經(jīng)發(fā)展研究大量雙生子，家庭譜系和流行病學(xué)4研究重要性國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要將“腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)”列為8大科學(xué)前沿問題之一，并將腦重大疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，腦發(fā)育、可塑性與人類智力的關(guān)系列為主要研究任務(wù)。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)也已將“腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)”列入優(yōu)先資助領(lǐng)域，提出在“十一五”期間，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉與整合性研究，重點(diǎn)支持腦與行為的關(guān)系研究等。上海市制定的中長期科技發(fā)展規(guī)劃將“腦發(fā)育和可塑性及腦高級認(rèn)知功能”作為基礎(chǔ)科學(xué)研究的主要任務(wù)之一。

大腦發(fā)育和可塑性的神經(jīng)科學(xué)研究,是國家和上海市中長期科技發(fā)展的重點(diǎn)支持方向與優(yōu)先資助領(lǐng)域。研究重要性國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要將“腦科學(xué)與認(rèn)知5社會(huì)意義

我國精神疾病患病率近年來呈明顯上升趨勢，15歲以上人口中重性精神病患者總數(shù)約有1600萬人，15歲以下各類精神疾病患者約有3000萬人。精神和神經(jīng)疾病在我國疾病總負(fù)擔(dān)中排名首位，約占疾病總負(fù)擔(dān)的20%。多數(shù)行為障礙和精神疾病在青少年期首發(fā)，若不及時(shí)識(shí)別與干預(yù)，往往導(dǎo)致終身殘障?！笆晃濉眹铱萍贾斡?jì)劃將精神疾病和行為障礙列為重大攻關(guān)項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)“全面研究精神疾病和行為障礙的發(fā)生發(fā)展規(guī)律、表現(xiàn)特征及其可能的生物、心理和社會(huì)學(xué)影響因素，開發(fā)出一整套高效實(shí)用的早期識(shí)別方法與技術(shù)”。青少年行為障礙和精神疾病的早期識(shí)別干預(yù)具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對提高人類素質(zhì)與建設(shè)和諧社會(huì)有積極意義。社會(huì)意義 我國精神疾病患病率近年來呈明顯上升趨勢，15歲以6研究內(nèi)容包括精神疾病在內(nèi)的復(fù)雜行為是基因、分子、細(xì)胞、神經(jīng)回路和行為多系統(tǒng)、多層面的網(wǎng)絡(luò)作用的結(jié)果；是遺傳基礎(chǔ)和后天發(fā)育、發(fā)展環(huán)境交互作用的結(jié)果（美國能源部“生命基因組計(jì)劃”）。

基于這種認(rèn)識(shí)，對行為障礙和精神疾病的研究已從分析單個(gè)現(xiàn)象發(fā)展到研究“現(xiàn)象”、“系統(tǒng)”、“分子”、“基因”諸多縱向?qū)用娴南嗷プ饔?，并最終使遺傳學(xué)、心理學(xué)、成像學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)研究和臨床及社會(huì)應(yīng)用能直接有機(jī)地融合在一起。多層面，多學(xué)科的系統(tǒng)研究手段了解青少年期神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育和重塑的動(dòng)態(tài)過程，及在非正常狀態(tài)下導(dǎo)致行為障礙和精神疾病的機(jī)制。研究內(nèi)容包括精神疾病在內(nèi)的復(fù)雜行為是基因、分子、細(xì)胞、7多層面多學(xué)科系統(tǒng)研究模式BRAINBEHAVIORFAMILYSTUDY(Project#1)LINKAGESTUDY(Project#3)FRAGILEXSTUDY(Project#5)MOUSEMODELS/GENEEXPRESSION(Project#4)NEUROIMAGING(Project#2)BRAINLESIONCONTROLS(Projects#1and2)PHARMACOLOGICTREATMENT.STUDY(Project#6)prenatalinfancychildhoodadolescent/adultDEVELOPMENTPHARMACOGENETICS(Project#6)基因行為障礙和精神疾病行為遺傳學(xué)研究計(jì)量遺傳學(xué)連鎖研究關(guān)聯(lián)研究微陣列分析

動(dòng)物模型表現(xiàn)型的組分分析sMRI,fMRI,DTI

嬰兒神經(jīng)發(fā)展與可塑性大腦環(huán)境青年少年兒童老年成年腦成像學(xué)研究

多層面多學(xué)科系統(tǒng)研究模式BRAINBEHAVIORFAMIL8整合多種高精度的腦成像方法事件相關(guān)腦電：伴隨功能活動(dòng)的皮層腦電活動(dòng)彌散張量磁共振成像：確定神經(jīng)投射回路，估價(jià)神經(jīng)髓鞘化程度

波譜磁共振成像:腦代謝水平

P3功能磁共振成像：伴隨功能活動(dòng)的激活定位，記錄激活水平和范圍。結(jié)構(gòu)磁共振成像：測量皮層厚度，結(jié)構(gòu)定位，大小，形狀，溝回寬度整合多種高精度的腦成像方法事件相關(guān)腦電：伴隨功能活動(dòng)的皮層腦9采用影像技術(shù)跟蹤神經(jīng)發(fā)展軌跡高分辨率大腦影像技術(shù)，如sMRI,fMRI,MRS,DTI，能有效定點(diǎn)異常神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能激活模式。因?yàn)橄鄬Π踩?，可在in-vivo狀態(tài)下長期追蹤神經(jīng)發(fā)展和變化軌跡。作為定量化的表現(xiàn)型組分分析，可有效克服了有關(guān)精神疾病的基因和發(fā)展機(jī)制的研究中診斷不確定，個(gè)體差異大和不同診斷類別癥狀交叉的問題。正常高危首發(fā)精神分裂慢性精神分裂采用影像技術(shù)跟蹤神經(jīng)發(fā)展軌跡高分辨率大腦影像技術(shù)，如sMRI10基因和動(dòng)物模型高通量（high-throughput）基因技術(shù)的出現(xiàn)，如DNApooling和microarrayanalysis？？動(dòng)物模型？？請惠敏考慮補(bǔ)充基因和動(dòng)物模型高通量（high-throughput）基因技11建立精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型特征提?。河没诶碚摰膁atamining技術(shù)在高維數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵特征建立模型：Penalizedlikelihood方法Bayesianinference的決策樹方法效度檢驗(yàn)：用準(zhǔn)參數(shù)方法的ROC曲線比較不同的識(shí)別模型，如FLD，kNN,SVM。為提高效率，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上可過度抽樣疾病或高危人群。建立精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型12研究子課題正常和遺傳高危（Genetichigh-risk)青少年9~22歲的長時(shí)跟蹤用結(jié)構(gòu)成像技術(shù)（sMRI，DTI)確定青少年期大腦不同結(jié)構(gòu)在組織發(fā)展上的動(dòng)態(tài)軌跡。用功能成像技術(shù)（fMRI)確定青少年期大腦不同結(jié)構(gòu)在功能發(fā)展上的動(dòng)態(tài)軌跡研究有關(guān)控制，獎(jiǎng)賞，情緒和認(rèn)知的神經(jīng)通路之間的相互作用，了解其協(xié)調(diào)整合機(jī)制在青少年關(guān)鍵期逐步形成發(fā)展的過程。研究大腦結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)展不平衡導(dǎo)致青少年行為障礙和精神疾病的機(jī)制。研究基因類型對大腦結(jié)構(gòu)和功能協(xié)調(diào)發(fā)展的決定作用。研究早期創(chuàng)傷，家庭環(huán)境和社會(huì)應(yīng)激對大腦結(jié)構(gòu)和功能整合機(jī)制發(fā)展的影響基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究成果，設(shè)計(jì)對青少年行為障礙和精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型。研究子課題正常和遺傳高危（Genetichigh-risk13考核目標(biāo)基礎(chǔ)研究：在相關(guān)研究領(lǐng)域的高水平國際雜志上發(fā)表有影響力的（參照SCI論文引用數(shù)）系列學(xué)術(shù)論文；

（可能需要必要的定量指標(biāo)）進(jìn)一步爭取國家級項(xiàng)目(如973重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃與NSFC重點(diǎn)項(xiàng)目等)的支持；通過出席國際學(xué)術(shù)年會(huì)，舉辦專題學(xué)術(shù)討論會(huì)，國際人員互訪，聯(lián)合課題申請等多種形式提升中國和上海作為青少年精神疾病神經(jīng)發(fā)展機(jī)理研究重鎮(zhèn)的學(xué)術(shù)地位和影響力。臨床應(yīng)用：加強(qiáng)與上海精神衛(wèi)生中心等醫(yī)學(xué)臨床機(jī)構(gòu)的密切合作，推廣青少年精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型；基于正常和異常神經(jīng)發(fā)展機(jī)理的研究，與臨床人員協(xié)作設(shè)計(jì)精神疾病早期干預(yù)的實(shí)施方案。考核目標(biāo)基礎(chǔ)研究：14研究團(tuán)隊(duì)臨床和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究室（顧泓彬博士）主要利用基因，行為和腦功能成象等多通道研究手段了解精神分裂癥，自閉癥的發(fā)生、發(fā)展的腦機(jī)制，探求早期監(jiān)測、預(yù)防、診斷和治療的方法。顧博士現(xiàn)任美國北卡大學(xué)精神病系助理教授，已在國際精神科專業(yè)SCI學(xué)刊上發(fā)表論文20篇。大腦醫(yī)學(xué)圖像分析研究室（徐冬溶博士）主要開展大腦磁共振圖象的研究及其在診斷精神疾病中的應(yīng)用,特別是在強(qiáng)迫癥譜系疾病和自閉癥的診斷和治療中的應(yīng)用,以及結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腦功能研究。徐博士現(xiàn)為美國哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)系助理教授和紐約州立精神疾病研究所高級研究科學(xué)家，已在磁共振影像學(xué)和腦科學(xué)等相關(guān)國際學(xué)術(shù)期刊和國際學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表同行評議論文25篇。統(tǒng)計(jì)建模和數(shù)量分析方法研究室（王曉非博士）主要開展利用大腦結(jié)構(gòu)和功能成像數(shù)據(jù)診斷和預(yù)測神經(jīng)心理疾病的方法研究，特別是腦功能和結(jié)構(gòu)圖像有效生物指標(biāo)的提取，以及基于這些特征的相關(guān)統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型的建立和驗(yàn)證。王博士現(xiàn)為美國杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物統(tǒng)計(jì)系助理教授。在國際心理學(xué)和醫(yī)學(xué)健康雜志上已發(fā)表16篇SCI索引文章。研究團(tuán)隊(duì)臨床和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究室（顧泓彬博士）15研究團(tuán)隊(duì)空間認(rèn)知和行為研究室（何子江博士）主要研究注意和記憶在人類的空間感知，以及在自然環(huán)境和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中行動(dòng)導(dǎo)向的功能機(jī)制，從而探索腦病患者的非正常行為機(jī)理。何博士現(xiàn)任路易威爾大學(xué)心理科學(xué)系正教授，已在心理科學(xué)等領(lǐng)域的SCI雜志發(fā)表28篇文章。高級認(rèn)知功能神經(jīng)藥理學(xué)研究室（董曉蔚博士）主要采用電生理、細(xì)胞生化、組織學(xué)、神經(jīng)藥理學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)及心理物理分析等多種研究手段，從細(xì)胞、分子、突觸、網(wǎng)絡(luò)及整體系統(tǒng)等多種水平上對精神、心理疾病的神經(jīng)機(jī)制展開深入研究，并從藥理學(xué)角度探索和開拓新的有效的治療途徑和手段。董博士現(xiàn)為美國Schering-Plough研究所首席研究員，已在國際生理、生物及藥理學(xué)等SCI雜志上發(fā)表18篇文章。高級認(rèn)知功能分子生物學(xué)研究室（王惠敏博士）主要開展利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究長期記憶的分子及細(xì)胞學(xué)機(jī)制，尋找記憶鞏固及儲(chǔ)藏在大腦皮層的部位，進(jìn)而探索記憶障礙的發(fā)病機(jī)制及治療方法。美國普林斯頓大學(xué)博士后，已在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的SCI雜志發(fā)表11篇文章。研究團(tuán)隊(duì)空間認(rèn)知和行為研究室（何子江博士）16研究團(tuán)隊(duì)靈長類高級認(rèn)知活動(dòng)及應(yīng)用型認(rèn)知心理學(xué)研究室（周永迪博士)

主要用神經(jīng)電生理及藥理學(xué)方法研究靈長類感覺交叉模式工作記憶的神經(jīng)原理及其形成過程，從而運(yùn)用這些知識(shí)探索精神、心理疾病的神經(jīng)機(jī)制。周博士現(xiàn)任約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)外科系及腦研究所助理教授，已在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的SCI雜志發(fā)表16篇文章。聽覺功能可塑性研究室（張季平博士）主要用神經(jīng)電生理及分子生物學(xué)方法研究大腦聽覺信息編碼及功能可塑性。張博士現(xiàn)任華東師大生命科學(xué)院教授，已在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的SCI雜志發(fā)表12篇文章。認(rèn)知心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室（楊治良教授）主要研究內(nèi)隱學(xué)習(xí)與記憶?，F(xiàn)任中國心理學(xué)會(huì)副理事長、上海心理學(xué)會(huì)理事長、國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)心理學(xué)科評議組成員、《心理科學(xué)》雜志主編。自閉癥兒童認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室（方俊明教授）

主要研究兒童認(rèn)知與教育心理學(xué)?，F(xiàn)任華東師大“學(xué)前教育與特殊教育學(xué)院”院長、《中國特殊教育》副主編。研究團(tuán)隊(duì)靈長類高級認(rèn)知活動(dòng)及應(yīng)用型認(rèn)知心理學(xué)研究室（周永迪博17實(shí)驗(yàn)室條件本項(xiàng)目將依托“上海市(教育部)腦功能基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“上海市功能磁共振成像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等科學(xué)研究與人才培養(yǎng)基地。

ECNU“基礎(chǔ)心理學(xué)”、“神經(jīng)生物學(xué)”、“光譜學(xué)與波譜學(xué)”及“基礎(chǔ)數(shù)學(xué)”等重點(diǎn)學(xué)科將有力支撐該多學(xué)科交叉的基礎(chǔ)性研究。在國內(nèi)與上海精神衛(wèi)生中心及瑞金醫(yī)院等，在國際上與美國多所著名研究型大學(xué)醫(yī)學(xué)院已建立了十分良好的學(xué)術(shù)交流與科研合作關(guān)系。

相關(guān)研究基地與重點(diǎn)學(xué)科已得到國家“211”與“985”工程的大力支持。實(shí)驗(yàn)室(包括“認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究所”與“腦功能基因組學(xué)研究所”等)的總面積已達(dá)到5000平方米左右，先進(jìn)儀器設(shè)備（包括上海市科委支持建設(shè)的公共研發(fā)平臺(tái)購置的Siemens3TfMRI)總值近4000萬元。實(shí)驗(yàn)室條件本項(xiàng)目將依托“上海市(教育部)腦功能基因18經(jīng)費(fèi)預(yù)算預(yù)算經(jīng)費(fèi)：1500萬元／3年（包括自籌750萬元）直接費(fèi)用

設(shè)備費(fèi)：750萬元人員費(fèi)：250萬元業(yè)務(wù)費(fèi)：300萬元修繕費(fèi)：100萬元間接費(fèi)用

使用費(fèi)：100萬元經(jīng)費(fèi)預(yù)算預(yù)算經(jīng)費(fèi)：1500萬元／3年（包括自籌750萬元19研究目的從基因﹑分子﹑神經(jīng)﹑行為和環(huán)境等多個(gè)研究層面，利用現(xiàn)代行為遺傳學(xué)和腦成像技術(shù)，研究青少年期神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育和重塑的動(dòng)態(tài)過程以及在非正常狀態(tài)下導(dǎo)致行為障礙和精神疾病的神經(jīng)發(fā)展（neurodevelopmental）機(jī)制?；谡J(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究成果，設(shè)計(jì)對青少年行為障礙和精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量檢測模型。研究目的從基因﹑分子﹑神經(jīng)﹑行為和環(huán)境等多個(gè)研究層面，利20青少年在肌肉速度力度，免疫能力，對冷熱饑餓等極端環(huán)境的適應(yīng)能力，創(chuàng)傷再生和修復(fù)能力上迅速發(fā)展并達(dá)到頂峰。個(gè)體的反應(yīng)速度，推理能力，記憶能力在青少年期逐步發(fā)展并達(dá)到頂峰。然而，世界衛(wèi)生組織報(bào)告：意外事故，自殺，暴力，吸毒，酗酒，成癮等行為障礙比例在青少年期顯著上升。青少年期是精神分裂，長期抑郁等重大精神疾病的首發(fā)期和高發(fā)期。青少年期的總體傷亡率比兒童期增長200%~300%。青少年期：機(jī)遇與危機(jī)青少年在肌肉速度力度，免疫能力，對冷熱饑餓等極端環(huán)境的適應(yīng)能21青少年期

大腦發(fā)育和可塑性的影像學(xué)研究

美國國立精神研究中心的Gieddetal(2006,2007)用sMRI發(fā)現(xiàn)青春期前后伴隨著大腦部分結(jié)構(gòu)的體積迅速增大，繼而重新縮減的過程。這一過程可能與大腦結(jié)構(gòu)可塑性和突觸剪切（pruning)有關(guān)。Sowell(1999)發(fā)現(xiàn)不同大腦結(jié)構(gòu)的成熟有一個(gè)時(shí)間差。其中掌管決策，執(zhí)行，注意和抑制的前額葉皮層的成熟明顯晚于大腦的其他結(jié)構(gòu),并且發(fā)育歷時(shí)最長。前額葉皮層與其他大腦機(jī)構(gòu)的功能整合，尤其是對amygdala和limbicsystem等情緒機(jī)構(gòu)的監(jiān)督調(diào)控成為當(dāng)前研究大腦成熟過程的熱點(diǎn)問題。相應(yīng)的fMRI研究還剛剛起步。青少年期

大腦發(fā)育和可塑性的影像學(xué)研究

美國國立精神研究中22精神疾病的遺傳和神經(jīng)發(fā)展研究大量雙生子，家庭譜系和流行病學(xué)數(shù)據(jù)支持精神疾病的遺傳基礎(chǔ)，以及環(huán)境創(chuàng)傷在神經(jīng)發(fā)育關(guān)鍵期對精神疾病的影響。目前已被識(shí)別的與行為障礙和精神疾病相關(guān)的基因包括，Ca++-independentcelladhesionmoleculesNCAM和L1,位于人類染色體22,位置q11的多個(gè)基因,signaling分子Neuregulin和它的受體Erb4(Lewisetal.2003).這些基因都作用于神經(jīng)發(fā)展的關(guān)鍵階段,包括neuralprecursorproliferation,neuronalmigration,axonalanddendriticelaboration,以及突觸形成。高分辨率大腦影像技術(shù)為精神疾病的神經(jīng)發(fā)展機(jī)制研究提供了前所未有的可能性。用影像技術(shù)長期追蹤神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能變化的軌跡對了解大腦正常發(fā)育過程和精神疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制具有關(guān)鍵的意義。但由于技術(shù)，資金和各種規(guī)范條例的限制，國際上的有關(guān)研究往往樣本過小，追蹤時(shí)間過短，數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重。研究結(jié)果彼此沖突。精神疾病的遺傳和神經(jīng)發(fā)展研究大量雙生子，家庭譜系和流行病學(xué)23研究重要性國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要將“腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)”列為8大科學(xué)前沿問題之一，并將腦重大疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，腦發(fā)育、可塑性與人類智力的關(guān)系列為主要研究任務(wù)。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)也已將“腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)”列入優(yōu)先資助領(lǐng)域，提出在“十一五”期間，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉與整合性研究，重點(diǎn)支持腦與行為的關(guān)系研究等。上海市制定的中長期科技發(fā)展規(guī)劃將“腦發(fā)育和可塑性及腦高級認(rèn)知功能”作為基礎(chǔ)科學(xué)研究的主要任務(wù)之一。

大腦發(fā)育和可塑性的神經(jīng)科學(xué)研究,是國家和上海市中長期科技發(fā)展的重點(diǎn)支持方向與優(yōu)先資助領(lǐng)域。研究重要性國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要將“腦科學(xué)與認(rèn)知24社會(huì)意義

我國精神疾病患病率近年來呈明顯上升趨勢，15歲以上人口中重性精神病患者總數(shù)約有1600萬人，15歲以下各類精神疾病患者約有3000萬人。精神和神經(jīng)疾病在我國疾病總負(fù)擔(dān)中排名首位，約占疾病總負(fù)擔(dān)的20%。多數(shù)行為障礙和精神疾病在青少年期首發(fā)，若不及時(shí)識(shí)別與干預(yù)，往往導(dǎo)致終身殘障?！笆晃濉眹铱萍贾斡?jì)劃將精神疾病和行為障礙列為重大攻關(guān)項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)“全面研究精神疾病和行為障礙的發(fā)生發(fā)展規(guī)律、表現(xiàn)特征及其可能的生物、心理和社會(huì)學(xué)影響因素，開發(fā)出一整套高效實(shí)用的早期識(shí)別方法與技術(shù)”。青少年行為障礙和精神疾病的早期識(shí)別干預(yù)具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對提高人類素質(zhì)與建設(shè)和諧社會(huì)有積極意義。社會(huì)意義 我國精神疾病患病率近年來呈明顯上升趨勢，15歲以25研究內(nèi)容包括精神疾病在內(nèi)的復(fù)雜行為是基因、分子、細(xì)胞、神經(jīng)回路和行為多系統(tǒng)、多層面的網(wǎng)絡(luò)作用的結(jié)果；是遺傳基礎(chǔ)和后天發(fā)育、發(fā)展環(huán)境交互作用的結(jié)果（美國能源部“生命基因組計(jì)劃”）。

基于這種認(rèn)識(shí)，對行為障礙和精神疾病的研究已從分析單個(gè)現(xiàn)象發(fā)展到研究“現(xiàn)象”、“系統(tǒng)”、“分子”、“基因”諸多縱向?qū)用娴南嗷プ饔?，并最終使遺傳學(xué)、心理學(xué)、成像學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)研究和臨床及社會(huì)應(yīng)用能直接有機(jī)地融合在一起。多層面，多學(xué)科的系統(tǒng)研究手段了解青少年期神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育和重塑的動(dòng)態(tài)過程，及在非正常狀態(tài)下導(dǎo)致行為障礙和精神疾病的機(jī)制。研究內(nèi)容包括精神疾病在內(nèi)的復(fù)雜行為是基因、分子、細(xì)胞、26多層面多學(xué)科系統(tǒng)研究模式BRAINBEHAVIORFAMILYSTUDY(Project#1)LINKAGESTUDY(Project#3)FRAGILEXSTUDY(Project#5)MOUSEMODELS/GENEEXPRESSION(Project#4)NEUROIMAGING(Project#2)BRAINLESIONCONTROLS(Projects#1and2)PHARMACOLOGICTREATMENT.STUDY(Project#6)prenatalinfancychildhoodadolescent/adultDEVELOPMENTPHARMACOGENETICS(Project#6)基因行為障礙和精神疾病行為遺傳學(xué)研究計(jì)量遺傳學(xué)連鎖研究關(guān)聯(lián)研究微陣列分析

動(dòng)物模型表現(xiàn)型的組分分析sMRI,fMRI,DTI

嬰兒神經(jīng)發(fā)展與可塑性大腦環(huán)境青年少年兒童老年成年腦成像學(xué)研究

多層面多學(xué)科系統(tǒng)研究模式BRAINBEHAVIORFAMIL27整合多種高精度的腦成像方法事件相關(guān)腦電：伴隨功能活動(dòng)的皮層腦電活動(dòng)彌散張量磁共振成像：確定神經(jīng)投射回路，估價(jià)神經(jīng)髓鞘化程度

波譜磁共振成像:腦代謝水平

P3功能磁共振成像：伴隨功能活動(dòng)的激活定位，記錄激活水平和范圍。結(jié)構(gòu)磁共振成像：測量皮層厚度，結(jié)構(gòu)定位，大小，形狀，溝回寬度整合多種高精度的腦成像方法事件相關(guān)腦電：伴隨功能活動(dòng)的皮層腦28采用影像技術(shù)跟蹤神經(jīng)發(fā)展軌跡高分辨率大腦影像技術(shù)，如sMRI,fMRI,MRS,DTI，能有效定點(diǎn)異常神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能激活模式。因?yàn)橄鄬Π踩?，可在in-vivo狀態(tài)下長期追蹤神經(jīng)發(fā)展和變化軌跡。作為定量化的表現(xiàn)型組分分析，可有效克服了有關(guān)精神疾病的基因和發(fā)展機(jī)制的研究中診斷不確定，個(gè)體差異大和不同診斷類別癥狀交叉的問題。正常高危首發(fā)精神分裂慢性精神分裂采用影像技術(shù)跟蹤神經(jīng)發(fā)展軌跡高分辨率大腦影像技術(shù)，如sMRI29基因和動(dòng)物模型高通量（high-throughput）基因技術(shù)的出現(xiàn)，如DNApooling和microarrayanalysis？？動(dòng)物模型？？請惠敏考慮補(bǔ)充基因和動(dòng)物模型高通量（high-throughput）基因技30建立精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型特征提?。河没诶碚摰膁atamining技術(shù)在高維數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵特征建立模型：Penalizedlikelihood方法Bayesianinference的決策樹方法效度檢驗(yàn)：用準(zhǔn)參數(shù)方法的ROC曲線比較不同的識(shí)別模型，如FLD，kNN,SVM。為提高效率，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上可過度抽樣疾病或高危人群。建立精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型31研究子課題正常和遺傳高危（Genetichigh-risk)青少年9~22歲的長時(shí)跟蹤用結(jié)構(gòu)成像技術(shù)（sMRI，DTI)確定青少年期大腦不同結(jié)構(gòu)在組織發(fā)展上的動(dòng)態(tài)軌跡。用功能成像技術(shù)（fMRI)確定青少年期大腦不同結(jié)構(gòu)在功能發(fā)展上的動(dòng)態(tài)軌跡研究有關(guān)控制，獎(jiǎng)賞，情緒和認(rèn)知的神經(jīng)通路之間的相互作用，了解其協(xié)調(diào)整合機(jī)制在青少年關(guān)鍵期逐步形成發(fā)展的過程。研究大腦結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)展不平衡導(dǎo)致青少年行為障礙和精神疾病的機(jī)制。研究基因類型對大腦結(jié)構(gòu)和功能協(xié)調(diào)發(fā)展的決定作用。研究早期創(chuàng)傷，家庭環(huán)境和社會(huì)應(yīng)激對大腦結(jié)構(gòu)和功能整合機(jī)制發(fā)展的影響基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究成果，設(shè)計(jì)對青少年行為障礙和精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型。研究子課題正常和遺傳高危（Genetichigh-risk32考核目標(biāo)基礎(chǔ)研究：在相關(guān)研究領(lǐng)域的高水平國際雜志上發(fā)表有影響力的（參照SCI論文引用數(shù)）系列學(xué)術(shù)論文；

（可能需要必要的定量指標(biāo)）進(jìn)一步爭取國家級項(xiàng)目(如973重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃與NSFC重點(diǎn)項(xiàng)目等)的支持；通過出席國際學(xué)術(shù)年會(huì)，舉辦專題學(xué)術(shù)討論會(huì)，國際人員互訪，聯(lián)合課題申請等多種形式提升中國和上海作為青少年精神疾病神經(jīng)發(fā)展機(jī)理研究重鎮(zhèn)的學(xué)術(shù)地位和影響力。臨床應(yīng)用：加強(qiáng)與上海精神衛(wèi)生中心等醫(yī)學(xué)臨床機(jī)構(gòu)的密切合作，推廣青少年精神疾病早期識(shí)別的數(shù)量模型；基于正常和異常神經(jīng)發(fā)展機(jī)理的研究，與臨床人員協(xié)作設(shè)計(jì)精神疾病早期干預(yù)的實(shí)施方案。考核目標(biāo)基礎(chǔ)研究：33研究團(tuán)隊(duì)臨床和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究室（顧泓彬博士）主要利用基因，行為和腦功能成象等多通道研究手段了解精神分裂癥，自閉癥的發(fā)生、發(fā)展的腦機(jī)制，探求早期監(jiān)測、預(yù)防、診斷和治療的方法。顧博士現(xiàn)任美國北卡大學(xué)精神病系助理教授，已在國際精神科專業(yè)SCI學(xué)刊上發(fā)表論文20篇。大腦醫(yī)學(xué)圖像分析研究室（徐冬溶博士）主要開展大腦磁共振圖象的研究及其在診斷精神疾病中的應(yīng)用,特別是在強(qiáng)迫癥譜系疾病和自閉癥的診斷和治療中的應(yīng)用,以及結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腦功能研究。徐博士現(xiàn)為美國哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)系助理教授和紐約州立精神疾病研究所高級研究科學(xué)家，已在磁共振影像學(xué)和腦科學(xué)等相關(guān)國際學(xué)術(shù)期刊和國際學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表同行評議論文25篇。統(tǒng)計(jì)建模和數(shù)量分析方法研究室（王曉非博士）主要開展利用大腦結(jié)構(gòu)和功能成像數(shù)據(jù)診斷和預(yù)測神經(jīng)心理疾病的方法研究，特別是腦功能和結(jié)構(gòu)圖像有效生物指標(biāo)的提取，以及基于這些特征的相關(guān)統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型的建立和驗(yàn)證。王博士現(xiàn)為美國杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物統(tǒng)計(jì)系助理教授。在國際心理學(xué)和醫(yī)學(xué)健康雜志上已發(fā)表16篇SCI索引文章。研究團(tuán)隊(duì)臨床和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究室（顧泓彬博士）34研究團(tuán)隊(duì)空間認(rèn)知和行為研究室（何子江博士）主要研究注意和記憶在人類的空間感知，以及在自然環(huán)境和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中行動(dòng)導(dǎo)向的功能機(jī)制，從而探索腦病患者的非正常行為機(jī)理。何博士現(xiàn)任路易威爾大學(xué)心理科學(xué)系正教授，已在心理科學(xué)等領(lǐng)域的SCI雜志發(fā)表28篇文章。高級認(rèn)知功能神經(jīng)藥理學(xué)研究室（董曉蔚博士）主要采用電生理、細(xì)胞生化、組織學(xué)、神經(jīng)藥理學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)及心理物理分析等多種研究手段，從細(xì)胞、分子、突觸、網(wǎng)絡(luò)及整體系統(tǒng)等多種水平上對精神、心理疾病的神經(jīng)機(jī)制展開深入研究，并從藥理學(xué)角度探索和開拓新的有效的治療途徑和手段。董博士現(xiàn)為美國Schering-Plough研究所首席研究員，已在國際生理、生物及藥理學(xué)等SCI雜志上發(fā)表18篇文章。高級認(rèn)知功能分子生物學(xué)研究