计算神经解剖的目的在于使用计算方法和影像设备对神经系统的发育、变化进行模拟和定性/定量研究。磁共振是计算神经解剖研究的重要工具，它能无创的、动态的研究神经系统结构和功能。临床磁共振设备和使用这些设备产生的数据的计算方法在宏观神经结构的研究方面做出了重要的贡献，但是，受限于分辨率，单独使用磁共振设备无法研究神经系统的精细结构，因此需要引入更高分辨率的影像技术和方法来应对这一问题。本文的研究工作主要包括三个方面:　　(1)提出了一套融合神经元细胞结构信息、髓鞘/纤维信息研究方案，该方案结合磁共振（超高场）技术与组织学技术，能系统性的研究脑组织的宏观-微观解剖结构。超高场磁共振(≥7T)技术能提供更优秀的分辨率，有强大的组织结构区分度，结合弥散张量成像及纤维跟踪等技术，超高场磁共振能把磁共振技术对神经解剖的宏观特性研究进一步的推向微观方面，为神经解剖研究提供新的可能。传统上，神经解剖的基础在于组织学提供的神经元微观结构信息，随着免疫组织学技术的进步，组织学能提供的信息特异性、多样性和有效性都得到增强。结合超高场磁共振技术和组织学技术，能弥合计算神经解剖研究在宏观和微观特征上的鸿沟。　　(2)设计和实现了针对以上方案的全套数据获取和处理方法。在数据获取方面，对于超高场磁共振，我们使用了7T和9.4T超高场磁共振设备，根据各设备的优势分别用于获取高精度结构像和高精度弥散张量图像;对于组织学，我们使用了传统组织学染色方法和免疫组织化学染色方法，各自又包含神经元胞体染色和神经纤维/髓鞘结构染色两类方法，在提供多维信息的同时还能在同类信息之间提供比较对照对象。上述超高场磁共振数据和组织学数据分别主要提供神经解剖的宏观结构和微观结构信息，为了融合这两大类多模态的信息，必须进行复杂图像配准等处理。对此我们提出了基于图像增强、去噪、线性配准和非线性配准、手动修复等相结合的配准方法，实现了多模态组织学图像与多模态超高场磁共振图像的配准和宏观-微观神经解剖信息的融合，实验结果验证了配准方法的精度和可靠性。　　(3)应用该方案探索人类下丘脑这一复杂组织的解剖结构。下丘脑在人脑中体积较小，但对人体机能调节和控制意义重大，同时具有复杂的解剖结构。我们应用所设计方案到人类下丘脑解剖研究上，在弥散张量纤维分析方面，提出了一套基于纤维形态和空间相似性的全自动聚类方法，应对该区域缺乏神经纤维束先验知识的情况，探索了人类下丘脑区域的纤维束解剖特征。结合组织学信息，初步发现了下丘脑区域的神经纤维和神经核团的连接情况。这证明多模态融合组织学和多模态超高场磁共振的神经解剖学研究方案的可行性，并对我们理解下丘脑的结构和神经机制提供了帮助。