尽管目前世界各国科学家已经非常重视复杂脑网络领域的研究并做出了一些重要的发现， 但是由于网络分析技术的不成熟以及对多模态数据采集认识的不足，这一领域仍然存在着诸多亟待解决的问题。

第一，如何构建符合脑工作机理的脑结构和脑功能网络是该领域研究中面临的一个首要问题。以脑功能网络为例，首先，在目前基于磁共振影像和脑电图/脑磁图的脑网络研究中存在多种脑节点定义，比如基于磁共振图像体素或基于不同脑图谱模板的节点定义，如何评价不同的节点定义方法对脑功能网络的影响并确定最合理的定义方法是构建大脑功能网络的一个关键问题。不同的网络节点定义方式对网络拓扑性质有着广泛的影响，因此在脑功能网络研究中应慎重选择网络节点的定义方式。

同样的，对于大脑网络连接的定义也存在类似的问题。不同的网络连接定义方式对网络拓扑性质存在着广泛的影响。此外，加之现存的各种脑连接定义往往只能反映脑区之间关系的某个侧面，使得如何确定反映脑连接本质的合理的连接度量成为目前该领域中的一个重要问题。

第二，目前大多数脑网络研究集中在无向网络上，虽然无向网络分析起来比较简单，但由于无向网络省略了脑结构和脑功能网络中非常重要的方向信息，因此需要构建有向的结构和功能网络来刻画不同脑区纤维连接的方向性及其神经活动之间的因果关系，以期更加深入细致的理解大脑的结构组织模式和功能活动规律。

第三， 大脑的功能活动是一个动态的过程， 而目前的功能网络研究只能刻画某个时间段内大脑功能活动的拓扑性质。因此，如何在更小的时间尺度上，如在每个时间点上构建动态的脑功能网络来了解大脑功能拓扑组织结构随时间变化的规律， 从而进一步探索大脑实时的功能活动机制， 也是脑功能网络今后研究的方向之一。

第四， 迄今为止，对静息态大脑功能网络的研究已经使我们了解了大脑在自发活动时很多重要的网络性质，但对于大脑在进行各种各样的高级认知活动时的网络组织结构却知之甚少。从静息态到任务态，大脑功能网络的组织结构会发生怎样的变化?不同认知状态下， 大脑功能网络的组织结构是否会表现出不同的局部调制方式?这些都是我们下一步需要探索的重点问题。

第五，结构和功能是密不可分的，结构是功能的基础，功能是结构的表征。许多研究已经表明人脑的结构和功能具有密切的联系。对许多神经精神疾病的研究也表明， 病人大脑结构的异常往往伴随着相应的功能弱化。需要注意的是， 他们发现功能连接的强度， 持续时间和空间分布特性都受到大脑解剖结构的约束和限制。虽然以上这些研究为我们理解大脑结构和功能之间的关系提供了重要的线索， 但是， 如何结合多模态成像技术全面定量的评价脑结构—功能网络的相似性和特异性， 并理解结构网络组织模式对大脑功能形成的作用以及大脑功能的塑造对大脑结构的影响仍然是当前研究的一个重要方向。

第六，研究表明不同神经精神疾病下大脑结构和功能网络的拓扑结构会发生异常变化，但是对于各种疾病下脑网络拓扑参数的变化趋势和幅度仍然没有统一的结论。例如以往的研究显示，采用不同模态的成像技术研究神经精神疾病对大脑网络拓扑结构影响可能会得到不同的结果。因此，如何融合多模态成像技术分析和理解神经精神疾病的病理生理机制，并建立可靠有效的影像学诊断标记是目前该领域的一个重要课题。

明天开始介绍软件的使用。

谢谢关注微信公众号：女神经外科医生杨猫猫(以及yangyi0062)。

thanks for Dr He from bain.bnu.edu.cn

文字节引自csb.scichina.com