最新大腦皮層圖完成，能幫人類更了解一點自己

一份基於人類神經連接體計劃收集的大腦掃描數據製作的全新大腦示意圖。該示意圖揭示了 180 個全新的大腦區域。圖片來源：Matthew F. Glasser, David C. Van Essen

美國加州大學聖迭哥分校（University of California, San Diego）神經科學家大衛·克萊菲爾德（David Kleinfeld）並未參加此次研究，不過他說： 「這意味著我們又朝著解讀『我們為什麼會成為如今的我們』這一問題邁進了一步。」

科學家們使用先進掃描器和計算機，運行了「學會」如何在從數百位實驗對象身上收集到的大量信息中辨識出大腦隱藏區域的人工智慧程序，做了比以往更加複雜、廣泛的嘗試，然後製作出了這張大腦示意圖。

雖說是一項重大的進步，不過這張大腦示意圖並未對大腦運轉方式下最後的定論。科學家們可能還要花上數十年時間才能釐清大腦每個區域的工作。未來數十年間，人們會有更多這方面的發現。

「你應該把這張大腦示意圖當做 1.0 版本，」馬修·格拉瑟（Matthew F. Glasser）說，「等我們得到更好的數據，等著研究這些數據的人更多的時候，我們可能還會推出一個 2.0 的版本。我們希望這張大腦示意圖可以隨著科學的進步不斷更新。」 格拉瑟是華盛頓大學醫學院（Washington University School of Medicine）的神經科學家，同時他也是這項全新研究的第一作者。

大腦存在隱藏區域這點第一次被人注意到是在 150 多年前。1860 年代，兩名喪失說話能力的病患引起了皮埃爾·保羅·布洛卡（Pierre Paul Broca）醫生的興趣。

這兩名病患死後，布洛卡檢查了他們的大腦，發現這兩名病患的大腦外層皮層都是同一部分組織受到了損傷。

後來，大腦的那塊區域就被成為了布洛卡區。最近數十年來，科學家們已經發現，當人們說話或者試圖理解他人所說的話時，布洛卡區就會變得活躍起來。

大腦左半球的大腦皮層。紅色和黃色的大腦區域髓磷脂含量較高，靛藍色和藍色的大腦區域髓磷脂含量較低。圖片來源：Matthew F. Glasser, David C. Van Essen

1800 年代晚期，一群德國研究人員對大腦皮層的其他區域進行了辨識。他們發現，每一個不同的大腦皮層區域都以其所特有的方式匯聚了不同種類的腦細胞。1907 年，科比尼安·布羅德曼（Korbinian Brodmann）發表了一份標有 52 個大腦區域的列表。

自那以後，神經科學家們一直在使用布羅德曼手繪的這份大腦區域示意圖，並根據他們各自的研究增加了為數不多的全新大腦區域。格拉瑟博士說：「這就是大腦研究領域的標準示意圖。」

三年前，格拉瑟博士和他的同事們利用人類神經連接體計劃（Human Connectome Project）收集到的數據，開始著手創造起了一個新的標準。人類神經連接體計劃利用強大的新式掃描器研究了 1200 名志願者的情況。

人類神經連接體計劃團隊記錄了每一位參與者的大腦高清解析度圖像，接著又記錄了數小時記憶、語言和其他類型的思維測試期間他們大腦的活動情況。

之前在繪製大腦皮層示意圖時，科學家們通常一次只會關注某一類跡象特徵，比如細胞的排列次序。人類神經連接體計劃則成功對大腦進行了更加細緻的研究。

除了查看大腦活動以外，科學家們還研究了大腦的構造。比如說，他們測量了大腦各區域髓磷脂（一種包裹神經的脂肪物質）的含量，發現不同區域大腦皮層的髓磷脂含量水平存在明顯對比。

大衛·范·埃森（David C. Van Essen）說：「我們有 112 種不同類型的可挖掘信息。」他是華盛頓大學醫學院人類神經連接體計劃的一位主要研究者。

科學家們將來自 210 個大腦的數據輸入電腦，並使用這些變數訓練電腦分辨大腦皮層的各個獨立區域。電腦描繪出這些大腦區域髓磷脂、活躍程度和其他特徵的獨特組合情況後，他們又用這種方式測試了另外 210 個大腦的情況。

96.6% 的時間，電腦都能精確指出新大腦的這些區域。科學家們發現，要繪製大腦示意圖，其實只需要一小部分特徵就可以了。也就是說，研究人員們未來只需要對大腦進行一個小時出頭的掃描，就能使用他們的方法繪製出被掃描者的大腦示意圖。

使用電腦製作的這份大腦示意圖包括了布洛卡區等 83 個人們業已熟知的大腦區域。除此之外，這份示意圖還囊括了 97 個不為人知、或者已經被人遺忘了的大腦區域。

比如說，1950 年，德國研究人員注意到大腦一側的一小片區域相比周圍的區域而言髓磷脂含量較低。但是很快這一發現就被人們忽略了。

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