加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員和埃默里大學(xué)和其他研究中心的同事將數(shù)據(jù)模擬和實(shí)驗(yàn)觀察相結(jié)合,以彌合人腦大規(guī)模組織的兩個(gè)主要特性——靜止波和行波活動(dòng)之間的差距。
“功能性磁共振成像表明大腦具有全局連貫的空間結(jié)構(gòu),但科學(xué)家們尚未就對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類的正確方法達(dá)成共識(shí)。我們表明,少數(shù)時(shí)空模式可以完成這項(xiàng)工作,”Lucina Uddin 說(shuō),加州大學(xué)洛杉磯分校塞梅爾神經(jīng)科學(xué)和人類行為研究所精神病學(xué)和生物行為科學(xué)教授,腦連接和認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室主任。
該實(shí)驗(yàn)室的統(tǒng)計(jì)學(xué)家和該研究的第一作者泰勒博爾特說(shuō):“我們表明,先前觀察到的大量經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象是三種主要時(shí)空模式的表現(xiàn)。”
該研究集中在自發(fā)的低頻血氧水平依賴 (BOLD) 波動(dòng),這是 1990 年代發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。自發(fā)波動(dòng)受到越來(lái)越復(fù)雜的分析技術(shù)的影響,導(dǎo)致了對(duì)大規(guī)模功能性大腦組織的競(jìng)爭(zhēng)描述的廣闊前景。一些研究人員強(qiáng)調(diào)了整個(gè)皮層的大腦區(qū)域的同時(shí)同步——作者稱之為“站立”或“靜止”波結(jié)構(gòu)。其他研究人員強(qiáng)調(diào)了整個(gè)皮層大腦區(qū)域的時(shí)滯同步——作者稱之為“傳播”或“旅行”波結(jié)構(gòu)。研究人員說(shuō),“幾乎沒(méi)有嘗試通過(guò)不同的方法綜合研究結(jié)果”。
烏丁將缺乏共識(shí)比作的盲人和大象的寓言,每個(gè)人遇到動(dòng)物的一個(gè)部分,并提出與其他所有部分不同的描述。她說(shuō):“這個(gè)比喻告訴我們,由于我們自己的觀察有限,錯(cuò)過(guò)了‘大局’的危險(xiǎn)。”
作者假設(shè)“內(nèi)在功能性大腦組織的靜止波和行波表示正在捕捉少量時(shí)空模式的不同方面”,作者發(fā)現(xiàn)一系列先前的觀察可以統(tǒng)一在一個(gè)建模駐波和行波結(jié)構(gòu)的框架中。研究人員表示,他們的發(fā)現(xiàn)提供了“對(duì)全球功能性大腦組織的描述,可以激發(fā)關(guān)于整個(gè)大腦活動(dòng)協(xié)調(diào)機(jī)制的新假設(shè)。”
該研究發(fā)表在 2022 年 7 月 28 日的《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上。
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