Nature發布有史以來最詳細人腦地圖

07-23

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人類大腦的神秘面紗正在被一點點揭開，這要歸功於華盛頓大學醫學院的神經科學家創造的新型「大腦地圖」。他們不僅定義了更多腦區，還建立了一個機器學習項目，以便於重建任何大腦的分區圖。這將有助於科學家和醫生研究大腦結構和疾病的個體差異，並有望以此發展出診斷腦部疾病的新方法。

腦圖的最外層皺紋層，名為大腦皮層。這一人類連接組項目具有里程碑意義，它的領導人大衛·范·艾森（David Van Essen）是最權威的腦圖繪製專家。

研究員馬修·格拉瑟（Matthew Glasser）表示，與許多以往的研究不同，這張地圖在標定分區的邊界時，同時考慮了多個變數。一些神經學家在定義腦區時，仍然基於一個發表於1909年的名為布羅德曼分區的腦圖，該腦圖將每個半腦分為52個腦區。新地圖上的每個半腦則有多達180個分區。

格拉瑟在定義腦區時，同時考慮了多個變數的協同變化，如皮質厚度、腦區功能、腦區間的聯繫等。在給一組大腦分區繪圖之後，研究人員開發了一種演算法，用於自動識別新的大腦，其分區大小和邊界變化因人而異。「這不只是一張用來掛著看的地圖，」格拉瑟說。「你可以明確地標定每個個體的特定腦區。」

沒有參與這項研究的賓夕法尼亞州立大學神經科學家丹妮·巴塞特（Dani Bassett）表示，對她來說，這項研究最精彩的部分在於，用這個腦圖可以更好地了解個體差異。她還指出，新腦圖的重要性還在於，它的分區標準同時考慮到了解剖學分區和腦功能分區，並沒有顧此失彼。「雖然這是一個長期具有爭議的領域，但是他們運用數據驅動的方式漂亮地完成了任務。」丹妮說道。

研究人員利用核磁共振成像掃描儀管著志願者聽故事時的大腦的活動。紅色和黃色表明活躍的區域。

范·艾森還指出，這個腦圖的主要目標是通過提供一個統一的框架，使得腦成像研究更容易互相比較，並提高可重複性。圍繞在這兩點的爭議使成千上萬的腦成像研究的有效性受到質疑。

沒有參與這項研究的加州大學舊金山校區副教授徐端（Duan Xu）說，「人類連接組項目正支持著高質量的腦皮質研究，這很棒。」該研究於2010年啟動，由美國國立衛生研究院贊助了4000萬美元。

這個腦地圖的具體應用還有待觀察，據估計，它將可以幫助科學家和醫生提出腦部疾病更好的診斷方法。「我是一個樂觀主義者，」徐端說。「我認為在未來幾年，我們應該能夠在臨床上實現這一點。」

編譯：火機

投稿：deeptech@mittrchina.com

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