上週，研究人員釋出了英國生物樣本庫影像研究的首批結果。該研究是一項大規模的專案，最終目標是掃描10萬人的大腦，並將這些資料與詳細的健康資訊結合使用，以研究衰老過程中疾病的進展。來自首批5000名受試者的研究結果初步展示了一個巨大的資料集，其中包括來自磁共振成像（MRI）掃描和其他測量方法的大量健康資訊。該研究是全球多個專案之一，採用人口層面的方法來更好地瞭解疾病，也是神經科學領域向全球協作腦研究邁進的持續運動的一部分。
對於許多困擾我們衰老過程的疾病，從糖尿病到痴呆症，我們都無法真正知道它們正在到來，直到症狀開始顯現。然而，很可能在更早的時候，我們的身體中就存在著細微的跡象。這就是英國生物樣本庫影像研究的作用所在。“我們的想法是，在人們真正開始積累老年人常見的健康問題之前，就對他們進行非常詳細的特徵描述，”該研究的主要作者卡拉·米勒（Karla Miller）解釋說。“我們的目標是瞭解各種各樣的標誌物，我們或許能夠識別出這些標誌物，從而預示著日後可能出現的問題。”
這種詳細的特徵描述包括關於人口統計學和生活方式因素的廣泛調查、基因表達分析以及深入的醫學測試。年齡在40歲到69歲之間的受試者還會接受六種不同型別的MRI掃描，這些掃描會捕捉大腦的解剖結構、微觀結構、功能和連線性，以及他們其他器官系統的掃描。掃描在英國各地分佈的三個專門的影像中心進行。初步結果於上週發表在《自然神經科學》（Nature Neuroscience）雜誌上。“在很大程度上，我們在這篇論文中試圖做的不是提出任何非常具體的問題，”米勒說，“而是向人們展示，這個令人驚歎且非常獨特的資料資源的強大之處。”
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10萬人的強大資料集的價值在於，參與者在衰老過程中不可避免地會患上各種疾病，研究人員將能夠透過英國國家醫療服務系統跟蹤這些疾病。然後，他們可以結合研究中記錄的其他健康資訊來檢查疾病的進展，從而有可能揭示重要的趨勢、聯絡或疾病的早期生物標誌物。
第一批資料包含數萬個各種健康指標之間的顯著相關性。例如，初步結果顯示，飲酒量的增加與腦連線損傷的跡象之間存在聯絡，同時，吸菸與與大腦中鐵沉積增加相關的影像訊號之間也存在聯絡。
然而，米勒指出，即使是高度顯著的簡單相關性，也無法提供個人健康狀況的完整畫面。“很多時候，如果你發現大腦某個區域的連線性與個人生活方式的某個特定方面之間存在相關性，你很難知道該如何理解它，”她說。
米勒和她的同事透過使用大腦影像資料以及有關健康和生活方式的資訊中一致的人群趨勢，來建立同時包含多個因素的綜合指標，從而應對這一挑戰。他們發現了一些獨立的衰老模式，米勒表示，這些模式“由個人的生活方式的各個方面描述，並且也在大腦中留下了印記”。
研究人員希望，進一步揭示這種複雜的關係最終將使他們能夠利用研究中的健康指標來預測哪些人將患上特定疾病，或哪些人可能會對特定干預措施產生良好反應。
人類連線組計劃（該計劃使用MRI掃描建立了高度詳細的人類大腦地圖，於今年早些時候釋出）的首席研究員戴維·範·埃森（David Van Essen）對這項研究感到興奮，但也與米勒一樣，對過分解讀這些早期結果持謹慎態度。“他們提出了一系列有趣的觀察和相關性，激發了人們的興趣，”未參與該研究的範·埃森說，“但他們也非常周到地提出了關於資料的複雜性、我們想要解讀的關係的複雜性，以及關於過度解釋或誤解的問題和潛在擔憂的許多必要警告。”
米勒希望將英國生物樣本庫的研究工作與荷蘭的馬斯特裡赫特研究以及萊茵蘭和德國國家佇列（GNC）研究等其他正在進行的人口規模腦部影像研究，甚至像人類連線組計劃這樣的精細尺度腦部研究進行整合。
GNC協會的科學主任沃爾夫岡·阿倫斯（Wolfgang Ahrens）表示，彙集人口研究以進一步增加受試者人數對於研究睪丸癌或肌萎縮性脊髓側索硬化症等罕見疾病尤其有價值。他稱英國生物樣本庫影像研究是GNC的“引爆點”，這證明了腦部研究日益合作的性質。“這種研究現在是國際性的，”他說。
這項影像研究的設計正是考慮到這一理念：與人類連線組計劃、艾倫腦圖譜和其他專案一樣，它的整個資料集都是完全開放的。任何地方的科學家都可以訪問它進行自己的研究，無論是直接分析還是設計後續研究。
英國生物樣本庫影像研究“正在為探索與行為相關的各種大腦相關特徵以及可預測疾病早期標誌物的特徵奠定基礎，”範·埃森說。“本質上，我們現在看到的是大量重要資料的冰山一角。”