我校认知神经科学与学习国家重点实验室贺永教授团队开发的脑连接组可视化软件BrainNet Viewer技术论文,在Google Scholar的引用突破1000次(五年内引用)。夏明睿博士为该论文的第一作者和软件平台的主要开发者。
脑连接组学旨在描绘脑的结构和功能连接模式,揭示正常和疾病脑网络的运作机制,为理解脑认知功能的神经环路基础,探索脑发育、脑老化和脑疾病的机理提供新思路和新方法。近二十年来,得益于多模态脑成像和电生理技术的快速发展,研究者可以利用获取的数据构建脑结构和功能连接网络,并在基于图论的复杂网络分析框架下解析脑网络的连接模式。然而,由于脑网络高度复杂,图论方法高度抽象,对脑网络的拓扑特征进行准确、美观、快速、简便的可视化呈现方法还十分匮乏,国际上迫切需要发展适用于脑连接组的可视化算法和软件平台。
针对这一重要需求,实验室研发人员通过发展空间映射、曲面渲染、三维重构、球棍模型等适用于复杂脑网络的可视化算法,研发了具有自主知识产权的脑连接组可视化软件——BrainNet Viewer(图1)。该软件能够在不同的操作系统平台,实现对人脑、猴脑、鼠脑等多物种的多模态神经成像和电生理数据的脑网络进行可视化(图1)。软件提供了丰富的脑曲面和脑网络图谱、简便易用的配置界面、功能强大的交互操作,能够灵活显示脑连接网络拓扑特征,准确定位脑功能活动位点和连接。
BrainNet Viewer软件发布在国际著名的神经影像工具网站NITRC上,供研究者免费使用(https://www.nitrc.org/projects/bnv/)。BrainNet Viewer获软件著作权1项(软件著作号:2012SR002849),技术论文发表在(PLoS ONE 2013;8:e68910),Google Scholar引用1021次,入选ESI前1%高被引论文,入选PLoS ONE十周年10大高被引论文(https://collections.plos.org/10yr-highly-cited)。软件总计下载量超过25000次,被哈佛大学、剑桥大学、耶鲁大学、斯坦福大学、北京大学、中科院等800多个国内外研究机构使用,发表论文1000余篇(影响因子>10的论文44篇,影响因子>5的论文255篇),包括Nat Rev Neurosci、Nat Commun、JAMA Oncol、Neuron、PNAS、Brain、Lancet Psychiatry、Mol Psychiatry、Biol Psychiatry等顶尖期刊上的论文(图1)。大约每两天就有一篇采用BrainNet Viewer的英文文章发表。
BrainNet Viewer软件作为我国具有自主知识产权的脑连接组可视化平台,为脑认知和脑医学研究提供了重要的共性技术和平台,引领了国际脑网络可视化技术的发展。
图1、BrainNet Viewer主界面(左上);软件支持多物种、多模态神经成像和电生理数据的脑网络可视化(右上);采用BrainNet Viewer绘制的期刊封面(左下);用户的全球分布图(右下)。
科研院
认知神经科学与学习国家重点实验室
2018.10.29