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今天,全世界的人都在看这张最新的人类大脑图谱,震慑人心

 llvsh 2016-07-25

来源:奇点网

每个人的脑壳里都装着一个大约3斤重的大脑,它决定着你的个性,控制着你的行动,掌控着你所有的希望和梦想。神经学家一直尝试着去了解人身上这个最神秘的器官,在几个世纪之前神经学家就已经开始绘制大脑图谱,探索大脑运行的秘密,以了解「为什么我是我」这个千古谜题。

很久之前的大脑只有很少的分区

多少年以来,由于技术的落后,科学家很难了解大脑的真实面目。终于,就在今天人类对大脑的认识迎来了一个新的飞跃,科学家又从大脑中发现了近100个之前从没被「发现」的区域。

想象一下我们见过的地球仪,上面划分着若干个国家,每个国家都是不同的,我们也可以从这个“立体的”地图上分辨出我们在哪里。今天,在《自然》杂志上,一群神经学家为我们展示一个类似的“大脑地图”,他们将大脑的表层以及皮层像划分山脉、峡谷一样分离开来,最终分成了180个独立的区域。

尽管我们知道每个区域之间都有明显的结构、功能上的不同,但是它们之间也是相互联系的,而这其中有97个部分从未被仔细地发掘过。研究的负责人,来自华盛顿大学医学院的David Van Essen教授介绍,大脑图上的每个区域包含的细胞都具有相似的结构、功能和连接方式,但是每个区域之间又存在很明显的差异,它们就好像是地球上的各个国家一样,拥有明确的边界和独特的文化。

Essen教授

为了更好地了解不同区域的工作机制,神经学家们一直都在努力对大脑区域进行细分。在此之前,最为经典的一张图谱是将大脑划分为了52个区域,根据是脑组织细胞的排列方式。近年来,随着技术的发展,科学家们开始通过磁共振成像技术(MRI)来探索大脑,比如我们都知道的功能磁共振(fMRI),它就可以用来测定不同的心理活动下,大脑血流的情况。

然而,无论是经典的,还是其他新的图谱,都仍然是基于某个单一的条件或因素进行的测量和划分,这可能会导致大脑内部工作原理的研究存在片面性,更严重的话,会产生错误的误导。所以,这项新研究最大的进步就是基于多个磁共振测量,对此,新加坡国立大学的计算神经科学家Thomas Yeo信心满满地表示,这会大大增加神经科学研究人员的信心,因为这个图谱是目前人脑皮层区域最棒的一个划分。

研究收集了人脑连接组学计划(HCP)的210名健康青年的功能磁共振成像数据,找出了包括皮层厚度、大脑功能、区域连接、脑组织中的细胞组织形式以及加速神经信号传导的髓磷脂水平,根据人脑活动时不同区域这些属性的改变,确定区域边界。

除了研究已经发现过的83个区域,研究人员又鉴定出了97个新的区域。为了验证结果是否准确,有另外210名志愿者参与了实验,他们脑神经活动的情况与前面210位年轻人的重合率达到90%以上!因此,研究人员认为,这包含180个区域的图谱是正确的,不重合的部分可能是由于不同人的大脑区域的大小存在差异,而这些差异恰好也可能揭示了个体认知能力水平的差异以及神经疾病的风险差异。[1]

人脑图谱1.0(有wifi的朋友一定要点进来看完,震撼!没wifi的朋友请拉到后面看图~)

研究的领军人物,华盛顿大学的神经学家Mathew Glasser认为,沿着大脑皮层慢慢地向深处探索,一个区域中的多个参考因素在会发生变化,因此,综合地进行划分才是准确的。

尽管这次新发现了97个区域,但是,研究人员认为这只是我们清晰的图谱的1.0版本,并不是最完美的结果,由于脑神经活动的复杂性,很可能将来还会在某一个划定的区域中发现新的区域。

除了这个因素外,它也没有揭示大脑的生化基础,没有体现出单个神经元的活性。就好像,我们在地图上观察邻居的生活,既无法真正看到邻居的行动,也不能知道他在做什么。但是这一点瑕疵也不能遮盖这个研究的光芒,无论如何,在彻底了解人类大脑这个问题上,的确是迈出了非常大且扎实的一步。

没有流量的请看大图。第一张是随着时代的变迁,大脑图谱的变迁;后面的都是现如今高科技绘制的大脑图谱。

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