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人脑结构和功能网络非常复杂，这些网络可以连接解剖学上不同的区域。结构连接通路可以通过基于弥散成像的纤维示踪成像在大体解剖学尺度上实现可视化，随着大脑发育或者在一些神经退行性疾病（包括阿尔茨海默病）中，神经通路也可能发生变化。我们的个体基因组成对脑区的功能和结构都有很大的影响，但是影响脑连接的特定基因在很大程度上仍然是未知的。基于双生子和家族的研究可以总体估计遗传因素对于某一性状的影响，而全基因组关联研究（GWASs）则可以进一步筛选出通过特定变异从而影响脑连接或疾病风险的基因组。
在本文中，作者为了发掘影响脑连接的基因，首先进行了一个大型的双胞胎和家庭队列研究，其中包括来自个家庭的名年轻人（20-29岁）。采用结构像MRI与高场强（4T）高角度分辨率扩散成像（HARDI）相结合，将皮质细分为已知结构和功能的区域，同时还将它们之间的白质纤维通道用高角度分辨率纤维示踪成像显示出来，并且定义脑结构连接矩阵，其中每个矩阵元素（x，y）表示连接大脑的x和y区域的纤维占全脑检测出纤维总数的比例，并对每个矩阵元素进行被试间的统计学比较，以确定它们的一致性或影响因素。
接下来观察到的任何脑性状变异的成分，都可能归因于遗传与环境的影响。为了评估遗传因素对脑白质连接变异的贡献程度，研究者将队列中46对同卵双胞胎和64对异卵双胞胎的连接矩阵放入了一个经典的结构方程模型，用以评估每个连接的遗传度。最终找到59个遗传度大于1%的脑连接，并采用GWASs对其进行扫描。经过严格的统计校正后发现，脑连接与11号染色体的SPON1基因变异（rs）的关联具有显著性，并且将其复制在独立子样本中。
经过对ADNI队列中部分老年受试者的研究发现，rs可影响老年人群的脑结构，从而影响痴呆症的严重程度。很明显，携带脑连接变体的老年人具有较低的临床痴呆评分和较低的阿尔茨海默病罹患风险。作为事后分析，我们对脑功能网络的重要指标也进行了全基因组关联分析，发现在以下三个基因当中或其周围产生的变异与脑连接显著相关，包括与自闭症相关的基因（MACROD2）、发育相关的基因（NEDD4）和智力迟缓相关的基因（UBE2A）。
对全脑连接进行GWASs筛选为我们提供了一个巨大前景—有利于研究者们发现更多的影响脑连接和脑疾病风险的具体基因。
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