理解大脑活动的突破性方法

　　一种绘制大脑不同区域之间活动和联系的新方法，揭示了语言、思维和注意力等高级功能是如何组织起来的。

　　

一种绘制大脑不同区域之间活动和联系的新方法，揭示了语言、思维和注意力等高级功能是如何组织起来的。

人类大脑活动的传统模型代表了两个不同大脑区域之间成对的相互作用。这是因为建模方法还没有发展到足以描述多个区域之间更复杂的相互作用。

伯明翰大学的研究人员开发了一种新方法，能够通过神经成像测量信号，并从中创建准确的模型，以显示不同的大脑区域如何对特定的功能和行为做出贡献。研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。首席研究员Enrico Amico说：“像大脑这样的复杂系统依赖于区域群之间的相互作用，而不仅仅是区域对之间的相互作用。虽然我们理论上知道情况就是这样，但到目前为止，我们还没有足够的处理能力来模拟这种情况。

在这项研究中，研究小组使用了功能磁共振成像扫描的数据，这些数据是人类连接组项目的一部分。这个大规模研究联盟的建立是为了绘制人类大脑图谱，将其结构与功能和行为联系起来。

然而，这些扫描只能提供神经活动的“噪声”估计，因此需要统计方法来清理数据，并从神经成像信号中编译准确的相互作用估计。

该团队从项目数据库中选取了100个不相关的对象，制作了高阶互动的详细模型。他们在三个关键领域进行了测试，旨在测试该方法的有效性。

在第一个实验中，他们能够证明，在fMRI扫描仪中，有可能识别出个人可能正在做什么任务。在第二个领域的研究中，研究小组表明，通过大脑信号来识别特定的个体是可能的——利用这些信号作为个体的一种独特的大脑指纹。在第三个领域，研究人员展示了一个人的高阶大脑信号如何从低阶信号中分离出来，以及它们如何与每个人的行为特征联系起来。

意大利CENTAI研究所的Andrea Santoro博士是这篇论文的第一作者。他说：“我们的方法，通过健康个体的数据验证，证明了这种方法可以为神经科学研究提供实质性的优势。在未来，这种方法也可以用来帮助模拟神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症）患者的相互作用，在那里他们可以对大脑功能如何随时间变化提供有价值的见解，甚至可以识别这些疾病的临床前症状。”