复旦大学发现青少年大脑结构异常与精神疾病风险显著相关

青少年大脑发育不良会在成年后埋下精神分裂症的“种子”吗？如何才能找到这个隐藏的种子？来自复旦大学类大脑智能科学与技术研究所的封建锋团队计算并分析了来自英国和美国等6个国家的20多个研究机构的1万多例图像遗传学数据。通过对整个大脑基因组的“广泛搜索”，研究发现与青少年大头核体积最相关的基因位点也是精神分裂症的危险位点。

1月17日清晨(北京时间)，研究结果发表在《美国医学会精神病学杂志》上。

精神分裂症的神经发育障碍假说曾认为，在青春期和成年早期大脑突触修剪过程中，遗传和环境导致的神经缺陷的暴露导致成年期精神症状的风险增加。

"这项研究证明青少年大头核体积异常与精神分裂症的风险高度相关."封建锋教授说，这一发现有望帮助科学家揭示精神分裂症的发病机制，并为临床症状出现前的高级干预研究提供新的思路。

精神疾病的预防和治疗是当今世界各国面临的共同问题。据报道，在中国，精神疾病已经超过心脑血管疾病和恶性肿瘤，成为医疗系统的最大负担。然而，在世界范围内，对精神疾病发病机制的研究进展缓慢。在此之前，一些研究已经在世界范围内积累了20，000多幅大脑图像和基因数据，并且没有发现任何与大脑结构相关的精神疾病风险基因位点。

“这项研究的难点主要在于大脑在不同的年龄受到不同遗传信息的影响。以前的研究没有严格控制这个混杂因素，导致重要的遗传信号泛滥。论文的第一作者、复旦大学类脑智能科学与技术研究所的年轻副研究员罗强在接受《中国科学日报》采访时说，经过三年的深入研究，选取了14岁健康青少年大脑结构的图像数据，突破了传统的大脑解剖区域划分的限制。对整个大脑基因组进行了无偏倚的探索性研究，首次发现了青少年大脑结构与基因位点之间最显著的相关性。

同时，针对这一结果，研究者进一步进行了孟德尔随机化分析，发现了一条基因-脑-精神分裂症的新途径:锌转运蛋白SLC39A8基因rs13107325位点单核苷酸多态性的风险等位基因干扰青少年大脑核的正常发育，从而增加了成年后精神分裂症的风险。

据悉，本次研究面临的另一个难题是，研究小组采用的全脑体素-全基因组关联研究方法导致相关计算量激增至之前的4万倍，对计算能力提出了巨大挑战。为了解决这个问题，研究人员改进了算法，将计算效率提高了数万倍，在不到100小时内完成了1600万次相关分析。

“这项研究的突破主要是基于对来自世界各地的多中心图像遗传数据的计算和分析。这些全方位标准化大数据的获取得益于我们多年来在世界范围内的深入国际合作研究。”封建锋特别强调。

据悉，以封建锋为首的复旦大学类脑智能科技研究所已与英国生物银行、美国HCP、ADNI、ABCD等全球最大的脑数据研究机构展开深入合作。，致力于整合和建设世界上最大的多模态多尺度脑科学数据库。以计算神经科学为桥梁，利用模式识别和深度算法等类脑智能方法进行脑机制研究、脑部疾病发病机制分析等相关领域。

相关论文信息:https://JAMA network . com/journals/jamaspsycholy/full article/2720422