大腦的整體形狀對(duì)其工作方式的影響

一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，研究者一直相信，定義我們的經(jīng)驗(yàn)、希望、夢(mèng)想的大腦活動(dòng)模式是由不同大腦領(lǐng)域通過(guò)數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞連接的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相互溝通的方式?jīng)Q定的。澳大利亞莫納什大學(xué)的特納大腦與精神健康研究所（tner institute of brain and psychological health）對(duì)超過(guò)10，000張人類大腦活動(dòng)地圖進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大腦整體形態(tài)對(duì)思維、感覺(jué)和行為的影響比復(fù)雜的神經(jīng)連接更大。

該研究刊登在5月31日的《自然》雜志上，綜合了物理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)的接近法，推翻了強(qiáng)調(diào)復(fù)雜的大腦連接重要性的100年范式，查明了此前一直不受關(guān)注的大腦形象和活動(dòng)之間的關(guān)系。

莫納什大學(xué)特納研究所和心理科學(xué)研究所的研究員詹姆斯博士表示，這樣的研究結(jié)果非常重要，因?yàn)樗梢允勾竽X功能、發(fā)育和老化的研究變得非常簡(jiǎn)單。這些發(fā)現(xiàn)增加了根據(jù)大腦形狀直接預(yù)測(cè)大腦功能的可能性，并開辟了探索大腦如何導(dǎo)致個(gè)人行動(dòng)差異和精神及神經(jīng)疾病危險(xiǎn)的新途徑。

研究小組利用核磁共振成像研究了系統(tǒng)不同部分以相同頻率聽(tīng)到的固有模型。本質(zhì)模型多用于物理、工程等領(lǐng)域的物理系統(tǒng)研究，最近被用于大腦研究。這項(xiàng)工作的焦點(diǎn)是開發(fā)出有效構(gòu)成大腦特征模式的最佳方法。

研究組表示，就像小提琴弦的共鳴頻率由其長(zhǎng)度、密度、張力決定一樣，大腦的固有模式是由其結(jié)構(gòu)，即物理、幾何、解剖學(xué)屬性決定的。但是，哪些屬性最重要仍然是一個(gè)謎。

研究組比較了從大腦形態(tài)模型中獲得的特征模式和從大腦連接模型中獲得的特征模式說(shuō)明不同活動(dòng)模式的能力。其結(jié)果是，大腦幾何定義的特征模式（輪廓和曲率）顯示了大腦功能最大的解剖學(xué)局限性，就像鼓的形狀影響聲音一樣。

利用數(shù)學(xué)模型，研究人員在理論預(yù)測(cè)中證明，幾何形狀和功能之間的密切聯(lián)系是由傳播于腦整體的波浪式活動(dòng)推動(dòng)的，其原理與池塘形狀影響落在水面上的石子波紋圖案的原理相似。