想象一個旋轉的地球儀，上面描繪著各個國家的拼湊圖：這樣的地圖幫助我們瞭解自己身處何處，以及各個國家彼此之間的差異。現在，神經科學家繪製了一張相當於大腦最外層——大腦皮層的地圖，將每個半球的山谷狀褶皺細分為 180 個獨立的區域。
儘管這 97 個區域在結構、功能和與周圍區域的連通性方面表現出明顯的差異，但此前從未被描述過。新的大腦地圖今天發表在《自然》雜誌上。
這張地圖上的每個獨立區域都包含具有相似結構、功能和連通性的細胞。但這些區域彼此不同，就像不同的國家有明確的邊界和獨特的文化一樣，密蘇里州聖路易斯華盛頓大學醫學院的神經科學家戴維·範·埃森（David Van Essen）說，他指導了這項研究。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
神經科學家長期以來一直試圖將大腦劃分為更小的部分，以便更好地瞭解它如何作為一個整體運作。最著名的大腦地圖之一是根據組織中細胞的排列將大腦皮層劃分為 52 個區域。最近，使用磁共振成像 (MRI) 技術（例如功能性 MRI，它測量血液流動對不同心理任務的反應）構建了地圖。
然而，到目前為止，大多數此類地圖都是基於單一型別的測量。新加坡國立大學的計算神經科學家 Thomas Yeo 說，這可能會提供對大腦內部運作的不完整甚至誤導性的看法。新地圖基於多次 MRI 測量，Yeo 說，“大大增加了人們的信心，即它們正在產生皮質區域的最佳體內估計”。
分而治之
為了構建該地圖，華盛頓大學醫學院的神經科學家馬修·格拉瑟（Mathew Glasser）領導的一個團隊使用了從 210 名參與人類連線組計劃的健康年輕人那裡收集的成像資料，該計劃是美國政府資助的一項旨在繪製大腦結構和功能連線的計劃。這些資訊包括皮質厚度、大腦功能、區域之間的連通性、腦組織中細胞的拓撲組織以及髓鞘水平的測量——髓鞘是一種加速神經訊號傳導的脂肪物質。
格拉瑟尋找大腦皮層中他看到兩個或多個屬性發生顯著變化的區域，並使用這些屬性來描繪地圖上的邊界。他說：“如果你沿著皮質表面爬行，在某個時刻，你將到達一個屬性開始變化的位置，並且多個獨立的屬性在同一位置發生變化。”
該技術證實了 83 個先前報道的腦區的存在，並確定了 97 個新的腦區。科學家們透過在另外 210 人的大腦中尋找這些區域來測試他們的地圖。他們發現該地圖是準確的，但其中的區域大小因人而異。這些差異可能會揭示關於認知能力和疾病風險的個體差異的新見解。
視野有限
“雖然這項工作的重點是建立一個漂亮、可靠的平均大腦模板，但它確實開啟了進一步探索個人才能與智力和創造能力獨特交匯點的可能性——這些使我們成為獨特的人類，”新墨西哥州阿爾伯克基的新墨西哥大學的神經心理學家雷克斯·榮格（Rex Jung）說。
但該地圖在一些重要方面受到限制。首先，它幾乎沒有揭示大腦的生物化學基礎——或者單個神經元或小群體的活動。“這類似於擁有一個很棒的谷歌地球地圖，可以精確到你個人的後院，”榮格說。“然而，你無法真正看到你的鄰居是如何四處走動的，他們要去哪裡或他們從事什麼型別的工作。”
“我們認為這是 1.0 版本，”格拉瑟說。“這並不意味著它是最終版本，但它比我們以前的地圖要好得多。”
本文經許可轉載，並於 2016 年 7 月 20 日首次發表。