绘制大脑:科学家定义180的不同区域,但现在呢?

绘制大脑:科学家定义180的不同区域,但现在呢? 一组美国研究人员将大脑皮层定位到180不同区域。 来自shutterstock.com Pankaj Sah, 昆士兰大学

在神经科学的重大新闻中,最近有一组美国研究人员 映射了人类大脑的外层,即大脑皮层,进入180不同的区域。

使用来自的成像数据 人类连接项目 - 美国政府主导的一项旨在绘制大脑结构和功能联系的计划 - 神经科学家分析了210健康年轻人的大脑。 结果是人类大脑的现代地图集,其中97区域以前从未被描述过。

大脑皮层是折叠的外层,使大脑具有特有的皱纹外观。 它分为左半球和右半球。

绘制大脑:科学家定义180的不同区域,但现在呢? 初级躯体感觉皮层是影响我们触觉的主要区域。 Wikimedia Commons / BodyParts3D - 修改, 创用CC BY-SA


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我们知道皮层的特定区域负责不同的角色。 例如,主要的躯体感觉皮层位于朝向大脑中部的垂直凹槽中,是影响我们触觉的主要区域。

我们对大脑详细结构的理解大部分来自啮齿动物研究。 虽然大鼠,小鼠和灵长类动物(我们)的大脑结构大多相似,但它们有明显的差异。

与啮齿动物不同,人类有一个大的前额叶皮层,这个区域负责决策等高级执行功能。 我们还通过语言进行交流,因此具有特定的处理区域,负责创建语音和理解语音。

绘制大脑:科学家定义180的不同区域,但现在呢? 颅相学假定人格特质位于大脑的特定部位。 维基共享资源

技术改进包括 功能磁共振成像(fMRI) - 通过检测血流变化来测量大脑活动 - 使我们能够以前所未有的细节实时成像活脑。

古老的神经科学目标

几个世纪以来,大脑定位一直是一个目标,可以追溯到19世纪的颅相学伪科学学科,该学科认为人格特征位于大脑的特定部位。

支持者会测量相应大脑区域的头骨,以确定一个人如何尽职尽责,仁慈或好斗。

一个多世纪以前,德国解剖学家Korbinian Brodmann根据每个地区细胞的结构和组织将大脑划分为特定区域。 到目前为止,这是被广泛接受的大脑区域地图,称为布罗德曼区域。

在这项新研究中,研究人员使用不同MRI图像的组合来绘制结构和功能不同的大脑区域。 他们研究了物理结构,例如皮层的厚度,在某些任务中激活的区域以及这种活动是否与其他区域的活动相协调。

一些区域主要与单个功能相关联,例如视觉处理或移动。 但很多地方都没有。 实际上,科学家们发现,即使大脑处于静止状态,当没有明确的任务被执行时,区域网络也会被激活。

详细的脑图 - 那么什么?

新映射的大脑是神经科学的里程碑。 更新的大脑地图集将提供更深入的见解,了解大脑如何控制行为以及某些地区的疾病如何导致脑部疾病。

绘制大脑:科学家定义180的不同区域,但现在呢? 到目前为止,布罗德曼的版本是广泛接受的大脑区域地图。 维基共享资源

虽然啮齿动物的大脑地图集起源于大脑解剖学变化很小的近交动物,但人类的个体差异很常见。 人的左右脑半球的解剖结构之间存在差异,更不用说不同年龄和性别的个体之间的解剖学差异。

例如,一个 最近对1,400人的研究 发现左侧海马区是一个与记忆相关的区域,男性通常比女性大。

由于这种变化,历史上难以比较来自单独的脑成像研究的结果并且确定扫描显示在相同脑区域中的活动。 但现在,大脑区域的细微划分可以进行更好的比较。

脑图也具有神经外科的实际应用。 目前,外科医生使用立体定位(3D)坐标系统来确定和操作特定的大脑区域。 但这并不理想,因为大脑区域因人而异。 用于创建新地图集的算法现在可用于个性化各个地图,以帮助更具体地指导手术。

进一步分类

与已经描述过的180相比,大脑可能会被进一步区分到更多的区域。 随着成像技术的改进,我们可能会发现更专注于其化妆或活动的不同子区域。

但研究人员还认为,一些新映射的区域可能后来被发现是次区域,以初级躯体感觉皮层为例。 这种皮质由所谓的躯体亚区域形成,这些区域是与身体不同部位的感觉受体点相对应的大脑区域。

不同的团体正在开始 绘制基因组架构 不同的大脑区域。 这些新发现将共同导致整个人类大脑的详细地图。

Pankaj Sah,昆士兰脑研究所所长, 昆士兰大学, 这件作品由昆士兰脑研究所的科学作家Donna Lu共同撰写。谈话

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