COMT Val158Met 基因多态性调控早盲注意网络重塑的影像遗传学研究

Attention networks are the core networks responsible for the basic cognitive behavior, attention. Our previous research and several other studies have shown that COMT Val158Met gene polymorphism can regulate attention and normal organization of attention networks. Moreover, early visual deprivation can induce non-visual compensations and reorganization of attention networks. However, the regulatory role of COMT gene polymorphism in reorganization of attention networks is still unclear. This study will investigate the modulatory effect of COMT gene polymorphism and methylation in auditory cognitive compensation and reorganization of attention networks in the early blind by using functional MRI, and further illustrate the association among gene polymorphism, reorganization of attention networks, and non-visual cognitive compensations. The study will help to understand the neural mechanism of non-visual compensations and reorganization of attention networks, and to provide valuable cues for early identification and intervention for attention deficit related disorder.

注意网络是负责基本认知行为—注意—的核心脑网络结构。课题组和其他团队前期研究发现COMT Val158Met基因多态性会调控注意行为及注意网络的正常组构。另外，早期失明会引起非视觉注意能力的代偿及注意网络的重塑。然而，COMT基因多态性对早盲注意网络重塑的调控作用还不清楚。本研究利用功能磁共振成像技术，系统研究COMT Val158Met基因多态性及其甲基化水平对早盲听觉注意认知代偿及其注意网络重塑的调控作用，并尝试阐明COMT基因多态性->早盲注意网络重塑->听觉注意认知代偿的通路机制。本研究将有助于理解早盲注意认知代偿及注意网络重塑的神经机制，为注意缺陷相关疾病的早期识别与干预提供重要线索。

本项目研究COMT Val158Met基因多态性及其甲基化水平对早盲听觉注意认知代偿及其注意网络重塑的调控作用。基于这个背景，本项目（1）完成了240例健康和早盲被试的数据收集；（2）建立了一套基于深度学习进行信号去噪的方法，便于后续任务态数据的准确分析；（3）基于收集并完成质控的240人的任务态磁共振数据，检测COMT基因多态性位点Val158Met以及甲基化水平测试，进行COMT Val158Met基因多态性对早盲注意网络的研究，发现COMT Val158Met 基因多态性对早盲注意网络重塑及听觉注意认知代偿存在调控作用，并会影响听力等认知功能；（4）构建了COMT Val158Met 基因多态性、外周血COMT 基因甲基化水平、早盲注意网络重塑、听觉认知能力代偿之间的调控通路模型；（5）在此基础上，基于Allen Brain Atlas提供的基因表达信息，利用影像遗传学构建了初级视觉皮层、早盲注意网络以及前额叶亚区等与视觉功能及注意机制密切相关或者功能代偿密切相关脑区的基因的共表达模式，为研究调控视觉疾病的基因遗传机制提供了新视角；（6）拓展研究问题，利用影像遗传学构建重度抑郁症的多基因风险评分，发现重度抑郁症的多基因风险评分可以预测遗忘型轻度认知障碍向阿尔兹海默症的转换作用及其机制；（7）基于跨种族数据探讨城市化水平对青年人群脑与认知的影响模式及机制，发现了城市化水平作用的关键期，为城市化决策提供理论帮助。本项目相关研究成果完成了预期计划，并且在研究早盲人群的基础上进行了拓展，研究了神经精神疾病的发育及其神经机制问题。