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)模擬和實驗觀察相結(jié)合，以彌合人腦大規(guī)模組織的兩個主要特性——靜止波和行波活動之間的差距。
“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)家們尚未就對這種結(jié)構(gòu)進行分類的正確方法達(dá)成共識。我們表明，少數(shù)時空模式可以完成這項工作，”Lucina Uddin 說，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)知實驗室主任。
該實驗室的統(tǒng)計學(xué)家和該研究的第一作者泰勒博爾特說：“我們表明，先前觀察到的大量經(jīng)驗現(xiàn)象是三種主要時空模式的表現(xiàn)。”
該研究集中在自發(fā)的低頻血氧水平依賴 (BOLD) 波動，這是 1990 年代發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。自發(fā)波動受到越來越復(fù)雜的分析技術(shù)的影響，導(dǎo)致了對大規(guī)模功能性大腦組織的競爭描述的廣闊前景。一些研究人員強調(diào)了整個皮層的大腦區(qū)域的同時同步——作者稱之為“站立”或“靜止”波結(jié)構(gòu)。其他研究人員強調(diào)了整個皮層大腦區(qū)域的時滯同步——作者稱之為“傳播”或“旅行”波結(jié)構(gòu)。研究人員說，“幾乎沒有嘗試通過不同的方法綜合研究結(jié)果”。
烏丁將缺乏共識比作的盲人和大象的寓言，每個人遇到動物的一個部分，并提出與其他所有部分不同的描述。她說：“這個比喻告訴我們，由于我們自己的觀察有限，錯過了‘大局’的危險。”
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“對全球功能性大腦組織的描述，可以激發(fā)關(guān)于整個大腦活動協(xié)調(diào)機制的新假設(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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