是時候重新認識我們大腦的運作原理了！
最新一期頂刊Science，以特刊的形式連發4篇論文，劍指同一核心要點：
大腦各種功能的關鍵，並不在於各腦區獨立完成特定功能，而在於不同區域之間的連結與交流。
該觀點基本上推翻了當前廣為流傳的一種說法：
擅用左腦思考的人，數學和邏輯能力更強；而右腦發達的人，則更具創造力。
Science的高級編輯Peter Stern博士在本期的發刊詞中強調了大腦連接的重要性：
如果沒有順利運行的連接，大腦只不過是一堆神經元。
也總結出一個金句：「No neuroan is an island」 （沒有任何一個神經元是座孤島）。
所以，這4篇文章說了什麼？
往下看。
第一篇名為The emergent properties of the connected brain ，其中提出了整期特刊的核心關鍵字，連結。
兩位來自法國波爾多的神經科學研究者認為：
大腦的連結不僅僅是各個腦區之間的訊號傳遞，行為與認知的出現，也源自於皮質區域之間的相互作用。
背後，是一套精密網路將「本地」、「遠端」各個區域連接，成為一個整體。
研究者將這種連接與協作形容為：透過將大腦眾多區域以腦環路連接，創造成一整個網絡，編排出腦內的交響曲。
以往較為主流說法中，我們假設大腦是分區塊工作的，但研究者認為，這將不可能實現多個區域共同作用，實現對複雜事物的認知，更難以產生智慧。
在神經科學領域，越來越多的共識是某個功能的實現，來自各個區域之間相互作用共同協作。
以聊天為例，當我們溝通交流時需要迅速理解前後文意義，同時要綜合考慮對方的情感意圖，這不可能用模組化方式去解決。
反過來看，若大腦內相關疾病導致連結斷開，將導致認知功能的瓦解。如與語言網路的連結中斷導致了語言障礙。
同樣值得我們關注的是，腦內的連結配置情況並非不可改變。
環境與學習行為會誘發可塑性機制產生，這些變化將在數週、數月、數年甚至數十年內發生。
如果說，第一篇綜述是對「大腦連結」的定調，那第二篇則進一步提出對其研究、思考維度的探討。
其題目也剛好與之對應，Scale matters: The nested human connectome。
該篇內容中，研究者提出一個名詞connectome，用以對神經元和大腦區域進行描述。
談到引入新概念的必要性，他們認為，這是理解大腦動力學以及相關功能產生的基礎。
作者補充道，該尺度的範圍涵蓋宏觀到細胞乃至分子層次。在先前對功能障礙的研究中，類似的思路已經被應用。此番，科學家參考借鑒了前人方式與思路。
在實操方面，研究中也在綜述中展示擴散磁振造影（dMRI)、纖維束成像（tractography）等技術在大腦連結研究的應用，他們也使用了機器學習和模擬方式預測了缺少實驗數據情況的結果。
△ 擴散MRI 與纖維束成像
史丹佛大學神經科學系的研究人員探討了大腦環路功能及障礙問題，從病理與治療層面分享了大腦發生功能障礙的研究進展。
他們建立了一個大腦動態模型，用來了解神經系統疾病的全腦迴路機制，並以此預測治療介入結果。
具體到實作上，研究者採用光遺傳功能磁振造影（ofMRI） ，並結合了計算建模。
ofMRI是一種新技術，結合了高場磁振造影的高空間解析度與光遺傳學刺激的高精度，可以調查整個大腦神經迴路的精確功能連結。
對所得的MRI訊號進行計算建模，可以在不同區域層面上定量描述細胞類型的特異性，以及宏觀功能在單細胞上的具體體現。
研究人員認為，這些成果未來可以為治療帕金森氏症，開發恢復腦部功能的系統工程方法等鋪平道路。
這篇綜述總結了“如何給囓齒類動物大腦繪製神經連接圖”，以及基於圖集的數據分析方案，並探討了該領域的未來發展方向。
兩位作者來自挪威的頂尖學府奧斯陸大學。
他們指出，現在已有幾種繪製神經連接圖的技術，其中「3D數位腦圖集」對輔助科研人員探索理解大腦的組織和功能最有效。
研究者可以使用工具將不同類型的資料登記到圖集上，並運動電腦對大型資料集進行後續的自動分析，大幅加速整合工作。
最後，引用其中一篇論文作者：拉德堡大學的神經科學家Stephanie Forkel的話，來總結一下從「連結」角度認識大腦功能有何意義：
經典觀點中的模組化大腦有個明顯缺陷，就是它不好解釋人與人之間的差異性。
而運用新的網路方式，科學家可以針對不同個體的大腦特異性進行建模，探索不同人腦的個性，並有助於研發出更有效的臨床治療方案。
參考連結：
[1]https://www.science.org/toc/science/current
[2]https://www.ru. nl/en/research/research-news/new-view-on-the-brain-its-all-in-the-connections
[3]https://mp.weixin.qq.com/ s/3rO10ilXlMsNtexiayziNw
以上是大腦分區不是功能關鍵！ Science封面4文連發：智慧從腦區間連結誕生的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
