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新研究发现大脑的形状会影响它的工作方式

一个多世纪以来,研究人员一直认为,定义我们的经历、希望和梦想的大脑活动模式取决于不同的大脑区域如何通过数万亿个细胞连接的复杂网络相互交流。

现在,由莫纳什大学特纳脑与心理健康研究所的研究人员领导的一项研究检查了 10,000 多张不同的人类大脑活动图,发现人脑的整体形状对我们的思维方式、感觉方式产生的影响要大得多并表现得比其错综复杂的神经元连接。

这项发表在《自然》杂志上的研究结合了物理学、神经科学和心理学的方法,推翻了强调复杂大脑连接重要性的百年范式,而不是确定大脑形状和活动之间以前未被重视的关系。

来自特纳研究所和莫纳什大学心理科学学院的主要作者兼研究员 James Pang 博士说,这些发现意义重大,因为它们极大地简化了我们研究大脑功能、发育和衰老的方式。

庞博士说:“这项工作通过考虑大脑形状模型,提供了了解痴呆症和中风等疾病影响的机会,这比大脑的全部连接模型更容易处理。”

“长期以来,我们一直认为特定的想法或感觉会引发大脑特定部位的活动,但这项研究表明,结构化的活动模式几乎在整个大脑中都会被激发,就像音符产生于振动的方式一样小提琴弦的整个长度,而不仅仅是一个孤立的部分,”他说。

研究小组使用磁共振成像 (MRI) 来研究本征模式,这是系统中振动或激励的自然模式,其中系统的不同部分都以相同的频率被激发。本征模态通常用于研究物理和工程等领域的物理系统,直到最近才被用于研究大脑。

这项工作的重点是开发有效构建大脑本征模态的最佳方法。

“正如小提琴弦的共振频率由它的长度、密度和张力决定,大脑的本征模式由它的结构——物理、几何和解剖学——特性决定,但哪些特定特性最重要仍然存在一个谜,”BrainKey 和悉尼大学的共同主要作者 Kevin Aquino 博士说。

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