繪製大腦:科學家定義180的不同區域,但現在呢?

繪製大腦:科學家定義180的不同區域,但現在呢? 一組美國研究人員將大腦皮層定位到180不同區域。 來自shutterstock.com Pankaj Sah, 昆士蘭大學

在神經科學的重大新聞中,最近有一組美國研究人員 映射了人類大腦的外層,即大腦皮層,進入180不同的區域。

使用來自的成像數據 人類連接項目 - 美國政府主導的一項旨在繪製大腦結構和功能聯繫的計劃 - 神經科學家分析了210健康年輕人的大腦。 結果是人類大腦的現代地圖集,其中97區域以前從未被描述過。

大腦皮層是折疊的外層,使大腦具有特有的皺紋外觀。 它分為左半球和右半球。

繪製大腦:科學家定義180的不同區域,但現在呢? 初級軀體感覺皮層是影響我們觸覺的主要區域。 Wikimedia Commons / BodyParts3D - 修改, CC BY-SA

我們知道皮層的特定區域負責不同的角色。 例如,主要的軀體感覺皮層位於朝向大腦中部的垂直凹槽中,是影響我們觸覺的主要區域。

我們對大腦詳細結構的理解大部分來自囓齒動物研究。 雖然大鼠,小鼠和靈長類動物(我們)的大腦結構大多相似,但它們有明顯的差異。

與囓齒動物不同,人類有一個大的前額葉皮層,這個區域負責決策等高級執行功能。 我們還通過語言進行交流,因此具有特定的處理區域,負責創建語音和理解語音。

繪製大腦:科學家定義180的不同區域,但現在呢? 顱相學假定人格特質位於大腦的特定部位。 維基共享資源

技術改進包括 功能磁共振成像(fMRI) - 通過檢測血流變化來測量大腦活動 - 使我們能夠以前所未有的細節實時成像活腦。

古老的神經科學目標

幾個世紀以來,大腦定位一直是一個目標,可以追溯到19世紀的顱相學偽科學學科,該學科認為人格特徵位於大腦的特定部位。

支持者會測量相應大腦區域的頭骨,以確定一個人如何盡職盡責,仁慈或好鬥。

一個多世紀以前,德國解剖學家Korbinian Brodmann根據每個地區細胞的結構和組織將大腦劃分為特定區域。 到目前為止,這是被廣泛接受的大腦區域地圖,稱為布羅德曼區域。

在這項新研究中,研究人員使用不同MRI圖像的組合來繪製結構和功能不同的大腦區域。 他們研究了物理結構,例如皮層的厚度,在某些任務中激活的區域以及這種活動是否與其他區域的活動相協調。

一些區域主要與單個功能相關聯,例如視覺處理或移動。 但很多地方都沒有。 實際上,科學家們發現,即使大腦處於靜止狀態,當沒有明確的任務被執行時,區域網絡也會被激活。

詳細的腦圖 - 那麼什麼?

新映射的大腦是神經科學的里程碑。 更新的大腦地圖集將提供更深入的見解,了解大腦如何控制行為以及某些地區的疾病如何導致腦部疾病。

繪製大腦:科學家定義180的不同區域,但現在呢? 到目前為止,布羅德曼的版本是廣泛接受的大腦區域地圖。 維基共享資源

雖然囓齒動物的大腦地圖集起源於大腦解剖學變化很小的近交動物,但人類的個體差異很常見。 人的左右腦半球的解剖結構之間存在差異,更不用說不同年齡和性別的個體之間的解剖學差異。

例如,一個 最近對1,400人的研究 發現左側海馬區是一個與記憶相關的區域,男性通常比女性大。

由於這種變化,歷史上難以比較來自單獨的腦成像研究的結果並且確定掃描顯示在相同腦區域中的活動。 但現在,大腦區域的細微劃分可以進行更好的比較。

腦圖也具有神經外科的實際應用。 目前,外科醫生使用立體定位(3D)坐標系統來確定和操作特定的大腦區域。 但這並不理想,因為大腦區域因人而異。 用於創建新地圖集的算法現在可用於個性化各個地圖,以幫助更具體地指導手術。

進一步分類

與已經描述過的180相比,大腦可能會被進一步區分到更多的區域。 隨著成像技術的改進,我們可能會發現更專注於其化妝或活動的不同子區域。

但研究人員還認為,一些新映射的區域可能後來被發現是次區域,以初級軀體感覺皮層為例。 這種皮質由所謂的軀體亞區域形成,這些區域是與身體不同部位的感覺受體點相對應的大腦區域。

不同的團體正在開始 繪製基因組架構 不同的大腦區域。 這些新發現將共同導致整個人類大腦的詳細地圖。

Pankaj Sah,昆士蘭腦研究所所長, 昆士蘭大學, 這件作品由昆士蘭腦研究所的科學作家Donna Lu共同撰寫。談話

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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