
人腦是神經接線的奇蹟,從單個神經元之間的鏈接到蜿蜒穿過廣闊大腦區域的纖維。
理解的努力大腦的接線按照“連接組”一詞鬆散地分組。法國Stem-Cell和大腦研究所的神經科學家Henry Kennedy說,近年來對連接組的興趣蓬勃發展。他還是《今日科學雜誌》(10月31日)上發表的有關大腦佈線系列的一部分文章之一的作者。
社交網絡
肯尼迪告訴《生命科學》:“人們認識到了解神經過程涉及理解潛在的結構。” [心靈的十大奧秘這是給出的
直到最近,大腦連通性的普遍觀點一直是所謂的“小世界”模型。在人類社會中,該模型說,社會群體是高度聯繫的,任何兩個人只有六個“握手”或熟人,卻不是彼此認識。翻譯成大腦時,此視圖僅考慮兩個大腦區域連接,不是連接的強度或距離。
相比之下,肯尼迪和他的同事們現在表現人腦成為一個密集的連接網絡,其中約70%的大腦連接到其他每個區域。在社會群體類比中,大腦更像一個部落社會,在這個社會中,每個人都認識其他人,但是有些人(例如酋長)比其他人更具影響力。
研究人員使用新的皮質連通性數據庫 - 大腦最外層的連接,在那裡發生了複雜的思想 - 研究人員發現,兩個區域之間連接的強度隨彼此的距離而降低。
肯尼迪說,對不同大腦區域如何將大腦如何連接到單個神經元水平的新理解。
結構與功能
但是大腦的接線不是整個故事。大腦是一個動態的器官,是活動的動態模式引起了人類認知的豐富性和多樣性。 [大腦內部:穿越時間的照片這是給出的
為了揭示大腦功能的奧秘,科學家通常採用理論方法和實驗,通常使用腦成像。
尤其,功能磁共振成像(fMRI)在認知神經科學中發揮了重要作用。該技術可廣泛使用,它使科學家可以無創研究大腦。
普林斯頓大學的神經科學家尼古拉斯·特克·布朗(Nicholas Turk-Browne)說,這種一般方法是試圖識別大腦中活性熱點的熱點,在這種情況下,該活動似乎與某些持續的過程有關,例如識別面孔。
“我們在這種方法方面取得了很多進步,但是大腦功能的許多方面並沒有考慮到,”撰寫另一篇科學文章的Turk-Browne告訴LiveCience。
文章解釋說,大腦功能分佈在不同的大腦區域,而不是局限於單個區域。任何復雜的行為都需要這些領域之間的相互作用。
此外,這些互動取決於一個人的“認知狀態”,例如他是在想早餐或聽歌劇的東西,Turk-Browne說。
研究大腦他說,看似無限的複雜性很棘手,將要求科學家依靠計算機科學的工具。
fMRI的使用是探測大腦的強大技術。但是從定義上講,該方法檢測到大腦區域的代謝活性,而不是神經元發射。這兩者是相關的,但是神經元活動與腦部掃描區域亮起時存在很大的時間。
大腦如何學習
最後,科學家可以從學習自己的學習中學到很多關於大腦的知識。大多數研究錯過的大腦功能的一個方面是不同大腦學習方式的差異以及大腦的變化。
“我們開始意識到,如果您在學習之前先看一下大腦的最初狀態,我們可以預測大腦在學習背景下會改變的方式,”加拿大麥吉爾大學的神經科學家羅伯特·扎特雷(Robert Zatorre)說。
Zatorre撰寫了一篇文章,探討了語音和是否語音的問題音樂能力被嵌入大腦結構中,或者可以學習和修改。
Zatorre告訴LiveScience:“我們不知道這些能力是州還是特徵。” (國家是目前僅存在的條件,而特徵是已經存在很長時間的事物,也許是從出生開始的。)“我認為這兩種解釋都有證據。”
通過結合對不同區域和最終的大腦連通性的研究,單個神經元,理論模型和對大腦功能的生理研究,神經科學家開始將人類思想的難題拼湊在一起 - 這個難題遠非完整。
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