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美绘制首张完整的大脑皮层地图

大脑皮层地图

        
        美国《连线》杂志报道,美国哈佛大学医学院、瑞士洛桑大学的科学家绘制出首张完整的高清晰度人类大脑皮层地图,迄今最高精度的大脑网络地图。这一地图反映了人类大脑皮层中负责高等思维的数百万神经纤维如何相互连接和交换信息。科学家还从中确定出单一的网络核心,这一核心对于左右脑半球的工作都至关重要。这一项目属于一个新的科学领域,即神经连接组学。
        美国神经学家Olaf Sporns说,这一新的研究是构建大规模大脑计算模型的基础,从而帮助科学家理解一些难以观测的过程。
        目前,科学家大都利用功能核磁共振成像技术测定感觉或认知过程中的大脑活动性区域,但对产生这种活动性的深层解剖学因素所知甚少。此外,科学家对大脑神经纤维连接和路径的认识大都来自动物研究,到目前为止,还没有一张人类大脑联系的完整地图。
        在实验中,研究人员利用先进的扩散核磁共振技术对人类大脑进行成像,这种无创成像技术主要依据水分子在脑组织中的扩散来评估神经纤维连接的轨道。而该技术的高敏感度变种—扩散光谱成像则能够描述通过某一位置的多重神经纤维的定向性。最新研究正是将该技术应用于整个人类大脑皮层,才得到了其中数百万神经纤维的网络地图。
        研究表明,人类大脑皮层中存在着对神经连通性起中枢作用的区域,研究人员形象地将其称为大脑的“集线器”。令人惊讶的是,研究表明所有受试者的大脑都拥有单一的高度密集连接的结构核。
        Sporns表示,“我们发现该结构核位于大脑皮层的中央后部,它同时骑跨着左右脑半球。这是以前人们不知道的。”而接下来的问题就是新的大脑连接网络是否负责塑造大脑的动态活动性。为了验证这一点,研究人员检验了5位受试者的大脑,并比较观测到的大脑活性与深层神经纤维网络间的接近度。
        结果表明,它们关系十分紧密。我们可以测定出了大脑解剖学和大脑动力学的显著相关性。这意味着如果知道大脑如何连接,我们就能预测它将做什么。