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近日，华南理工大学吴凯-广州医科大学附属脑科医院吴逢春：BIGHI研究团队共有5篇论文入选科睿唯安ESI Highly Cited Paper，以及3篇入选ESI Hot Paper。此次入选的研究涵盖柔性传感电子、计算神经科学、脑肠交互调控等前沿方向，体现了实验室近年来在脑机接口、医学人工智能与生物医学交叉领域持续提升的国际学术影响力与创新研究实力。
1、跨疾病脑网络异常解析：揭示神经发育障碍共享与特异性机制
《Heterogeneity-Aware, Multiscale Annotation of Shared and Specific Neurobiological Signatures among Major Neurodevelopmental Disorders》（ESI热点论文、高被引论文）
在个体异质性背景下解析主要神经发育障碍的共有与特异神经生物学特征
发表于：Research （IF: 12.9）
孤独症谱系障碍、注意缺陷多动障碍及精神分裂症具有显著的临床和遗传重叠，但其共享神经机制及疾病特异性改变仍未完全明确。本研究基于2176例多中心静息态功能磁共振数据，提出了一种考虑个体异质性的多尺度脑网络分析框架，通过异质矩阵分解提取跨个体共享脑信号，并结合偏最小二乘分析识别神经发育障碍共享异常连接模式及疾病特异性网络偏移。研究发现，不同疾病均存在涉及深部调控系统与皮层感知-执行网络之间的共同异常连接模式，同时孤独症、ADHD和精神分裂症呈现不同方向和程度的网络重塑特征。进一步结合转录组、神经递质及线粒体功能图谱，揭示脑网络异常背后的分子和细胞基础，为理解神经发育障碍的跨疾病机制及开展精准诊疗提供了新的理论框架。
2、脑-肠道健康计划BIGHI：构建精神疾病精准研究的新型队列体系
《The Brain-Gut Health Initiative (BIGHI): A Prospective Cohort on Psychiatric Disorders in China》（ESI热点论文）
【研究进展】BIGHI：脑-肠道健康计划—构建中国精神疾病脑–肠–多系统研究新范式
发表于：Research （IF: 12.9）
精神疾病具有高度异质性，其临床诊断长期依赖主观症状评估，缺乏客观生物学指标。本研究建立了中国首个面向精神疾病的脑-肠健康前瞻性纵向队列（Brain-Gut Health Initiative, BIGHI），系统整合精神疾病患者与健康对照的临床表型、认知功能、脑影像、脑电、外周生物标志物及肠道微生物组等多维数据。研究构建了覆盖抑郁障碍、双相障碍、精神分裂症等多疾病类型的综合数据平台，揭示脑功能、外周生理状态与肠道微生态之间的系统性关联，为解析精神疾病发生发展的多系统调控机制提供了新的研究框架。该工作推动了从单一疾病、单模态分析向多组学融合和计算精神医学方向的发展，为人工智能辅助诊断、生物标志物发现及精准干预策略研发提供了重要基础。
3、导电水凝胶神经界面：面向下一代脑机接口的柔性神经电子学
《Conducting Hydrogel-Based Neural Biointerfacing Technologies》（ESI高被引论文）
南科大刘吉/华南理工吴凯、施雪涛团队AFM：导电水凝胶基神经生物接口技术
发表于：Advanced Functional Materials （IF: 19.9）
脑机接口的发展正在推动神经工程快速进入“软电子时代”，而传统金属电极与柔软神经组织之间巨大的力学差异，一直是限制长期稳定植入的重要问题。这篇综述系统总结了导电水凝胶（Conducting Hydrogels）在神经界面中的前沿进展，包括材料设计原则、制备工艺、导电机制以及在脑机接口、神经修复、神经刺激、肌电监测等场景中的应用。研究指出，导电水凝胶不仅具有接近神经组织的柔软力学性质，同时兼具离子/电子导电能力、生物相容性以及可降解性，能够显著降低炎症反应与组织损伤，为长期稳定的神经信号记录和调控提供可能。该工作不仅体现了实验室在神经工程与生物电子学方向的布局，也展示了未来柔性脑机接口与闭环神经调控系统的重要发展趋势。
4、自杀意念的脑网络熵异常：从边中心网络到转录组机制
《Transcriptional Patterns of Nodal Entropy Abnormalities in Major Depressive Disorder Patients with and without Suicidal Ideation》（ESI高被引论文）
Research｜吴凯教授及吴逢春主任团队发文揭示伴与不伴自杀意念的重度抑郁症患者节点熵异常的转录模式
发表于：Research （IF: 12.9）
自杀意念是抑郁症中最重要的高风险临床表型之一，但其背后的脑网络机制仍不清晰。本研究基于edge-centric network（边中心网络）分析框架，利用静息态fMRI数据构建功能脑网络，并进一步通过nodal entropy（节点熵）刻画脑网络中复杂边连接的组织模式。研究发现，伴自杀意念的抑郁症患者表现出默认模式网络（DMN）熵显著升高，而背侧注意网络（DAN）熵显著降低，同时这些异常与认知功能中的视觉学习能力密切相关。进一步地，研究结合Allen Human Brain Atlas转录组数据，发现这些脑网络异常与免疫炎症、细胞信号传导以及细胞相互作用相关基因表达存在显著关联。此外，基于nodal entropy构建的机器学习模型能够较高准确率地区分是否存在自杀意念。该研究实现了脑影像、复杂网络分析与空间转录组的跨尺度整合，为理解抑郁症自杀风险的神经生物学机制提供了新的视角。
5、多界菌群生态与精神分裂症：从“细菌”走向完整微生态系统
《Multi-kingdom microbial changes and their associations with the clinical characteristics in schizophrenia patients》（ESI热点论文、高被引论文）
Translational psychiatry︱多界菌扰，临床共驱：精神分裂症特异性多界肠道菌群失调模式与临床表型的关联研究
发表于：Translational Psychiatry （IF: 7.5）
传统精神疾病菌群研究大多聚焦于细菌，而这项工作进一步将研究扩展至真菌、古菌和病毒等多个微生物界（multi-kingdom）。研究通过宏基因组测序系统分析精神分裂症患者肠道生态结构，发现患者不仅存在明显的细菌失衡，同时伴随着复杂的跨界微生物互作重构。研究进一步发现，多种微生物及代谢通路与精神症状严重程度、认知功能以及炎症指标显著相关，其中色氨酸代谢、氧化应激及炎症相关通路表现出明显异常。尤其值得关注的是，研究观察到某些真菌仅出现在患者网络中，提示精神疾病可能并非单一菌群改变，而是整个宿主-微生态系统层面的生态偏移。这项研究推动了精神疾病微生态研究从“单菌种时代”逐步走向“生态系统时代”。
6、肠道菌群、肥胖与认知功能：揭示精神分裂症中的代谢-脑联系
《Exploring the relationship between the gut microbiota and cognitive function in schizophrenia patients with distinct weights》（ESI高被引论文）
Schizophrenia Research|肥胖菌变，认知失序：精神分裂症患者肥胖特异性肠道微生态失调与认知功能的关联特性
发表于：Schizophrenia Research （IF: 3.7）
肥胖是精神分裂症患者中十分常见但长期被低估的问题，而肥胖状态往往进一步加重患者的认知功能损伤。本研究基于精神分裂症患者与健康对照的16S rRNA数据，系统比较了不同BMI状态下的肠道菌群特征，并探索其与认知功能之间的关系。研究发现，不同体重状态下患者菌群组成存在显著差异，其中Collinsella的升高与认知下降相关，而Butyricicoccus、Clostridium等产短链脂肪酸菌的减少则与认知功能受损有关。同时，功能预测结果显示，氨基酸代谢、神经退行性疾病相关通路及氧化应激过程显著异常。这项研究进一步强化了“代谢-菌群-脑功能”之间的关联，也提示肥胖可能通过肠道菌群影响精神疾病患者的神经认知状态，为精神疾病精准干预提供了新的思路。
华南理工大学吴凯-广州医科大学附属脑科医院吴逢春：BIGHI研究团队
（照片提供自吴凯/吴逢春团队）
通讯作者介绍
通讯作者简介：吴凯，华南理工大学生物医学科学与工程学院教授、博导，国家重点研发计划首席科学家，广东省杰出青年基金获得者。长期聚焦多模态脑机接口、柔性传感技术、穿戴式医疗器械、医学人工智能、脑肠微生物轴等研究，主持国家重点研发计划、国家自然科学基金及广东省重点项目等20余项，以通讯作者身份在PNAS、Advanced Science、Advanced Functional Matieral、Research、Journal of Translational medicine及NeuroImage等国际高水平期刊发表论文180余篇，获得广东省科技进步奖二等奖、中国仪器仪表学会科技进步奖二等奖等科技奖励12项。
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