青少年脑神经发展机制及其相关行为障碍及精神疾病.ppt

青少年脑神经发展机制及其相关行为障碍和精神疾病 华东师范大学 认知神经科学研究所 Institute of Cognitive Neuroscience, ECNU 研究目的 青少年期：机遇与危机 青少年期大脑发育和可塑性的影像学研究 精神疾病的遗传和神经发展研究 研究重要性 社会意义 研究内容 多层面多学科系统研究模式 整合多种高精度的脑成像方法 采用影像技术跟踪神经发展轨迹 基因和动物模型 建立精神疾病早期识别的数量模型 研究子课题 考核目标 研究团队 研究团队 研究团队 实验室条件 经费预算 * * 从基因﹑分子﹑神经﹑行为和环境等多个研究层面，利用现代行为遗传学和脑成像技术，研究青少年期神经系统的正常发育和重塑的动态过程以及在非正常状态下导致行为障碍和精神疾病的神经发展（neurodevelopmental）机制。 基于认知神经科学的研究成果，设计对青少年行为障碍和精神疾病早期识别的数量检测模型。 青少年在肌肉速度力度，免疫能力，对冷热饥饿等极端环境的适应能力，创伤再生 和修复能力上迅速发展并达到顶峰。 个体的反应速度，推理能力，记忆能力在青少年期逐步发展并达到顶峰。 然而，世界卫生组织报告： 意外事故，自杀，暴力，吸毒，酗酒，成瘾等行为障碍比例 在青少年期显著上升。 青少年期是精神分裂，长期抑郁等重大精神疾病的首发期和高发期。 青少年期的总体伤亡率比儿童期增长200% ~ 300%。 美国国立精神研究中心的Giedd et al (2006, 2007)用sMRI发现青春期前后伴随着大脑部分结构的体积迅速增大，继而重新缩减的过程。这一过程可能与大脑结构可塑性和突触剪切（pruning)有关。 Sowell (1999)发现不同大脑结构的成熟有一个时间差。其中掌管决策，执行，注意和抑制的前额叶皮层的成熟明显晚于大脑的其他结构, 并且发育历时最长。 前额叶皮层与其他大脑机构的功能整合，尤其是对amygdala和limbic system等情绪机构的监督调控成为当前研究大脑成熟过程的热点问题。相应的fMRI研究还刚刚起步。 大量双生子，家庭谱系和流行病学数据支持精神疾病的遗传基础，以及环境创伤在神经发育关键期对精神疾病的影响。 目前已被识别的与行为障碍和精神疾病相关的基因包括，Ca++-independent cell adhesion molecules NCAM 和 L1, 位于人类染色体 22, 位置q11的多个基因, signaling 分子 Neuregulin 和它的受体 Erb4 (Lewis et al. 2003). 这些基因都作用于神经发展的关键阶段, 包括 neural precursor proliferation, neuronal migration, axonal and dendritic elaboration, 以及突触形成。 高分辨率大脑影像技术为精神疾病的神经发展机制研究提供了前所未有的可能性。用影像技术长期追踪神经结构和功能变化的轨迹对了解大脑正常发育过程和精神疾病的发生发展机制具有关键的意义。但由于技术，资金和各种规范条例的限制，国际上的有关研究往往样本过小，追踪时间过短，数据缺失严重。 研究结果彼此冲突。 国家中长期科学和技术发展规划纲要将 “脑科学与认知科学”列为8大科学前沿问题之一， 并将脑重大疾病的发生发展机理，脑发育、可塑性与人类智力的关系列为主要研究任务。 国家自然科学基金委员会也已将“脑科学与认知科学” 列入优先资助领域，提出在“十一五”期间，强调多学科交叉与整合性研究，重点支持脑与行为的关系研究等。 上海市制定的中长期科技发展规划将“脑发育和可塑性及脑高级认知功能”作为基础科学研究的主要任务之一。 大脑发育和可塑性的神经科学研究, 是国家和上海市中长期 科技发展的重点支持方向与优先资助领域。 我国精神疾病患病率近年来呈明显上升趋势，15岁以上人口中重性精神病患者总数约有1600万人，15岁以下各类精神疾病患者约有3000万人。精神和神经疾病在我国疾病总负担中排名首位，约占疾病总负担的20%。 多数行为障碍和精神疾病在青少年期首发，若不及时识别与干预，往往导致终身残障。 “十一五”国家科技支撑计划将精神疾病和行为障碍列为重大攻关项目， 强调“全面研究精神疾病和行为障碍的发生发展规律、表现特征及其可能的生物、心理和社会学影响因素，开发出一整套高效实用的早期识别方法与技术 ” 。 青少年行为障碍和精神疾病的早期识别干预具有重大经济 和社会效益，对提高人类素质与建设和谐社会有积极意义。 包括精神疾病在内的复杂行为是基因、分子、细胞、神经回路和行为多系统、多层面的网络作用的结果；是遗传基