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流动的大脑--我们的大脑网络结构并不固定

标签:流动,动的,大脑,我们,我们的,们的,网络,结构,并不  2019-7-10 10:11:20  预览

  


乔治亚州立大学的一项研究注解,大脑网络的外形和连通性随着时间推移以基本的和重复出现的体例改变。

神经元之间的相互作用被称为“功能性连接”,随之生成大脑网络,长期以来研究人员一向假设这些网络在空间上是静态的,每个网络都包含一组固定的大脑区域。但乔治亚州立大学的研究人员在《Human Brain Mapping》上的新研究表现,大脑网络在空间和功能上是流动的。

研究人员收集功能性磁共振成像(fMRI)大脑成像数据,在几分钟的时间内以颗粒级创建网络运动快照,并观察到网络的功能、大小和位置的快速转变。

“假设每一个大脑区域都以同样的体例与大脑的其他部分相互作用,这是过于简单化的,”神经成像和数据科学转化研究中心(TReNDS)的研究科学家Armin Iraji说,他也是这项研究的重要作者。这项研究的共同作者包括生理学教授、TReNDS主任Vince Calhoun和生理学副教授Jessica Turner。

研究人员发现,一个给定的大脑网络的空间特征是随时间而赓续发生改变的,它与其他大脑网络的关系也随之改变。

“你可以把大脑想象成一个组织,员工们一路工作,使整个系统运转,”Iraji说。“很长一段时间以来,我们认为大脑网络就像部门或办公室,同样的人天天都在做同样的工作。但事实证实,他们更像是办公空间,人们在里面进进出出,在任何给定的时间内都有不同的工作在实行。”

Iraji增补说,忽视这些空间和功能的转变,就会让我们对大脑的理解产生偏差和片面曲解。

他说:“假设我们在不同的时间测量两个区域之间的功能连通性,我们就会看到一些转变。一种观点是关键词排名,与特定义务相关联的连接性强度随时间而转变。但假如那个地区在不同的时间负责不同的义务呢?话句话说,两个办公室在不同的时间换了几拨不同的人,这就是为什么我们会看到(神经元)沟通的差异。”

研究人员的研究效果建立在由Calhoun在2014年首次提出的时间连接组学(chronnectome)的概念之上,指的是功能连接模式随时间而转变的一种大脑模型。在这项研究中,他进一步解释了“空间”时间连接组学。注:连接组学(connectomes)是刻画有机体神经系统连接体例的完备线路图。

Vince Calhoun

科学家们还研究了精神分裂症患者和健康奥林巴斯显微镜受试者之间的大脑网络是否存在差异。虽然他们看到了两组之间的显明差异,但他们指出,这些差异并不会持续存在新疆人事考试信息网,因此捕捉瞬时转变很紧张。

“大多数曩昔的研究都着眼于网络随时间推移的平均运动,”Iraji说。“但是,当你观察平均值时,难免会消弭所有细小的波动,这些波动可能是健康奥林巴斯显微镜个体和大脑疾病奥林巴斯显微镜个体之间的区别所在。”

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原文检索:The spatial chronnectome reveals a dynamic interplay between functional segregation and integration

(生物通:伍松)