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近日，华南理工大学吴凯教授与广州医科大学附属脑科医院吴逢春副院长领衔的BIGHI研究团队多项研究成果入选科睿唯安ESI高影响力论文，其中9篇入选ESI高被引论文，3篇同时入选ESI热点论文。系列研究聚焦柔性神经界面、多模态脑机接口、计算神经科学及精神疾病脑-肠交互等前沿方向，体现了团队在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、导电水凝胶神经界面：面向下一代柔性脑机接口与神经调控
《Conducting Hydrogel-Based Neural Biointerfacing Technologies》
入选情况：ESI高被引论文
发表于：Advanced Functional Materials（IF: 19.9）
脑机接口和植入式神经电子器件的发展正在推动神经工程由传统刚性电子器件逐步进入柔性神经界面时代。然而，金属和硅基电极与柔软神经组织之间存在明显力学失配，长期植入后可能造成组织损伤、炎症反应及界面稳定性下降。导电水凝胶兼具接近生物组织的柔软力学性质、良好生物相容性以及离子/电子导电能力，因此成为构建新一代神经界面的重要材料体系。系统总结导电水凝胶的材料设计、导电机制、制备方法及神经生物界面应用，涵盖神经电信号记录、神经刺激、脑机接口、神经修复等多个方向，并讨论长期稳定性、多模态闭环系统及无线供能等未来关键问题。该工作体现了团队从脑疾病机制解析进一步向神经工程、脑机接口及闭环神经调控技术延伸的交叉研究布局。
2、脑–肠健康计划BIGHI：构建中国精神疾病多系统纵向研究平台
《The Brain–Gut Health Initiative (BIGHI): A Prospective Cohort on Psychiatric Disorders in China》
入选情况：ESI热点论文 | ESI高被引论文 | Research Front
发表于：Research（IF: 12.9）
精神疾病具有显著的临床异质性和高共病特征，仅依靠症状量表和单一生物学指标难以完整解释疾病发生发展的复杂机制。基于此，团队建立Brain-Gut Health Initiative（BIGHI，脑-肠健康计划），构建面向精神疾病脑–肠交互研究的前瞻性纵向队列。该队列已纳入超过1200名精神分裂症、重度抑郁障碍、双相障碍患者及健康对照，并系统采集临床症状、神经认知、脑电、磁共振成像、外周血生物标志物和肠道微生物组等多维数据。依托这一平台，团队能够在统一框架中研究脑功能、外周生理与肠道微生态之间的系统性联系，并进一步刻画不同患者脑肠网络的个体异质性。BIGHI推动精神疾病研究从单中心、横断面和单模态分析进一步走向大规模、跨诊断、纵向、多模态及多系统整合研究，为计算精神医学、生物标志物发现和精准诊疗提供重要平台。
3、EEG微状态与焦虑严重度：揭示抑郁症感觉运动网络的渐进性异常
《EEG microstate dynamics reveal progressive sensorimotor network dysfunction across levels of anxiety severity in drug-naïve major depressive disorder》
入选情况：ESI高被引论文 | Research Front
发表于：Journal of Affective Disorders（IF: 5.7）
焦虑症状是重度抑郁障碍中十分常见的临床维度，但传统研究通常将患者简单划分为“伴焦虑”和“不伴焦虑”，难以反映焦虑症状由轻到重的连续变化。本研究利用EEG microstate脑电微状态分析，从毫秒级脑动态角度考察不同焦虑严重程度的未用药MDD患者，重点研究随着焦虑症状增加，脑网络状态是否发生渐进性变化。研究发现，与视觉、执行控制、默认模式以及感觉运动系统相关的脑电微状态出现异常，其中部分感觉运动相关微状态参数随着焦虑程度增加呈连续性、梯度性改变，同时不同脑状态之间的转换关系发生重构。该研究提示MDD中的焦虑可能对应一条连续变化的神经生理轴，为症状分层及个体化神经调控提供潜在电生理标志物。
4、跨疾病脑网络异常解析：揭示神经发育障碍共享与特异的神经生物学机制
《Heterogeneity-Aware, Multiscale Annotation of Shared and Specific Neurobiological Signatures among Major Neurodevelopmental Disorders》
入选情况：ESI高被引论文 | Research Front
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在遗传背景和临床表型上存在明显重叠，但其共享神经生物学改变与疾病特异性异常仍缺乏统一研究框架。本研究整合2176例静息态功能磁共振数据，利用异质矩阵分解降低个体差异影响并构建功能连接网络，进一步通过偏最小二乘分析识别跨疾病共享异常连接模式以及疾病特异性连接偏移。研究发现，三类疾病共享异常主要涉及小脑、脑干及皮层下深部调控系统与默认模式、视觉、额顶及感觉运动等皮层网络之间的连接；ASD与ADHD虽然涉及部分相似网络，但连接变化方向不同，而精神分裂症表现出更加广泛的网络去同步化。进一步整合转录组、神经递质及线粒体图谱，研究从宏观脑网络进一步追踪至突触发育、免疫激活、多巴胺调节及胶质—神经元互作等分子机制。
5、多界菌群生态与精神分裂症：从单一细菌研究走向完整微生态系统
《Multi-kingdom microbial changes and their associations with the clinical characteristics in schizophrenia patients》
入选情况：ESI热点论文 | ESI高被引论文 | Research Front
发表于：Translational Psychiatry（IF: 7.5）
传统精神疾病微生物组研究大多聚焦细菌，而肠道实际上由细菌、古菌、真菌及病毒等多个微生物界共同构成复杂生态系统。本研究将精神分裂症肠道微生态研究由传统“单一细菌组”进一步拓展至multi-kingdom多界微生物组，系统分析不同微生物界的组成、功能及其跨界关联。研究发现，精神分裂症患者不仅存在细菌组成异常，同时伴随病毒、古菌及真核微生物等多界生态改变，提示疾病相关微生态异常可能并非单一菌群的孤立变化，而是整个肠道生态系统层面的重新组织。进一步分析显示，多种疾病相关微生物特征与精神症状、认知功能及宿主生理状态存在关联，并涉及色氨酸代谢、氧化应激及炎症相关功能过程。尤其值得关注的是，不同微生物界之间的互作网络也发生明显改变，提示精神分裂症可能伴随跨界微生态关系重构。该研究推动精神疾病微生物组研究从传统“寻找差异菌”进一步走向多界生态系统及跨界互作研究。
6、肥胖-菌群-认知：揭示精神分裂症不同体重状态下的脑肠关联
《Exploring the relationship between the gut microbiota and cognitive function in schizophrenia patients with distinct weights》
入选情况：ESI高被引论文 | Research Front
发表于：Schizophrenia Research（IF: 3.7）
代谢异常和肥胖是精神分裂症患者中常见的临床问题，并可能进一步加重认知功能损伤。本研究围绕体重状态、肠道菌群与认知功能之间的关系展开，通过比较不同BMI状态下精神分裂症患者的肠道微生物特征，进一步探索代谢因素如何参与精神疾病相关脑–肠异常。研究发现，不同体重状态下患者具有不同的肠道菌群结构，其中部分菌群变化与认知功能密切相关。例如，Collinsella升高与认知下降相关，而Butyricicoccus、Clostridium等与短链脂肪酸产生相关的菌群减少与认知损伤相关；功能预测还提示氨基酸代谢、氧化应激及神经系统相关通路异常。该研究将“精神分裂症—菌群”二元关系进一步扩展为“代谢状态—肠道菌群—认知功能”的多系统联系。
7、炎症-代谢与MDD认知功能：探索hs-CRP和BMI的外周生物学作用
《Effects of serum hypersensitive C-reactive protein and BMI on cognitive dysfunction in first-episode and drug-naive patients with major depressive disorder》
入选情况：ESI热点论文 | ESI高被引论文 | Research Front
发表于：BMC Psychiatry（IF: 4.6）
认知功能损伤是重度抑郁障碍的重要临床表现之一，但其背后的外周生物学机制仍未完全明确。本研究聚焦首发、未用药MDD患者，考察超敏C反应蛋白（hs-CRP）、BMI等炎症和代谢相关指标与认知功能之间的关系，从而尽可能降低长期用药和慢性病程对结果的干扰。研究表明，MDD患者不仅存在多个认知维度的功能损伤，同时伴随外周炎症及代谢状态变化；进一步分析提示hs-CRP和BMI与特定认知维度存在不同程度关联。该工作将抑郁症认知障碍进一步置于“炎症-代谢-认知”框架中进行理解，提示精神疾病认知异常可能不仅来源于中枢神经系统，也与宿主整体炎症和代谢环境密切相关。
8、乳腺癌相关抑郁的菌群-免疫机制：发现Lawsonella–IFN-α–情绪关联轴
《Microbiota-immune crosstalk underlying cancer-induced depression in patients with breast cancer》
入选情况：ESI高被引论文 | Research Front
发表于：Journal of Affective Disorders（IF: 5.7）
癌症相关抑郁是乳腺癌治疗过程中常见却容易被忽视的临床问题。本研究纳入49例乳腺癌患者，其中17例在治疗过程中出现癌症相关抑郁，并在抑郁症状出现之前分析其肠道菌群、微生物功能及血清免疫因子，以探索能够在临床症状之前出现的潜在生物学变化。研究发现，后续发生癌症相关抑郁的患者在基线阶段已表现出IFN-α、IL-12p70和IFN-γ升高以及肠道菌群α多样性下降，同时出现Lawsonella、Holdemania、Actinomyces等差异菌属及糖脂代谢相关功能异常。尤其值得关注的是，Lawsonella丰度同时与IFN-α水平及后续抑郁症状变化相关，中介分析提示IFN-α可能部分参与菌群与情绪变化之间的联系，从而提出值得进一步验证的“Lawsonella–IFN-α–情绪”关联轴。
9、运动通过肠道菌群改善孤独症样行为：利用FMT进一步验证脑肠调控作用
《Gut microbiota mediates the beneficial effects of exercise on autism-like behaviors》
入选情况：ESI高被引论文 | Research Front
发表于：BMC Microbiology（IF: 5.4）
运动干预被认为有助于改善孤独症相关行为，但肠道菌群是否真正参与运动产生的神经行为效应仍缺少实验验证。本研究利用丙戊酸诱导的孤独症大鼠模型，设置运动、非运动、粪菌移植（FMT）及假FMT等实验组，其中运动组接受6周自主轮跑，并结合16S rRNA测序、短链脂肪酸及神经递质检测，从菌群、代谢和行为多个层面研究运动的脑肠作用机制。结果显示，运动能够显著改善孤独症样大鼠的社会交往行为，同时增加Limosilactobacillus和Lactobacillus，降低Allobaculum，并伴随短链脂肪酸以及前额叶神经递质水平变化。更重要的是，将运动组动物的肠道菌群移植至其他孤独症模型动物后，可以重现部分行为及代谢改善效应，为“运动→肠道菌群→代谢物/神经递质→行为改变”的脑肠调控路径提供了进一步实验支持。
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 Matierals、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、创新广州科学技术奖一等奖等科技奖励13 项。
通讯作者简介：吴逢春，广州医科大学附属脑科医院副院长，医学博士，主任医师，教授，博导；主持国家重点研发计划课题1项、广东省、广州市重点科研专项5项，承担和参与“973”计划、“863”计划、国家自然科学基金面上项目等10余项；主要研究方向为精神疾病“肠-脑”轴研究，以核心作者在Military Medical Research、NeuroImage、Human Brain Mapping等国内外期刊发表研究论文100余篇，获得实用新型专利1项，科技进步奖2项。
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