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    人脑也有独特“指纹”,但会随着时间推移而变化

    来源: 作者: 发布日期:2021-10-27 访问次数:39

    美国《科学进展》杂志日前发表了一篇文章,揭示了人脑也存在一种类似指纹的东西,而这种大脑“指纹”会随着时间推移而变化。

    瑞士洛桑联邦理工大学的研究员恩里科·阿米科介绍说:“我们的研究项目检测了大脑内的神经网络和连接,尤其是不同区域之间的联系,以便更好地了解大脑功能的运作方式。为此,我们使用了核磁共振扫描仪,它可以测量一段时间内的大脑活动?!卑⒚卓频难芯客哦佣陨杞峁辛舜?,生成了以彩色矩阵表示的图像,这些图像展现了受试者的大脑活动。这种建模技术在科学界被称为网络神经科学或大脑连接组学。阿米科说:“我们需要的所有信息都在这些图像中,这些图像通常被称为‘功能性大脑连接组’。这是一种神经网络图,可以告诉我们受试者在接受核磁共振扫描期间正在做什么,例如,他们是在休息还是在做其他工作。我们得到的‘功能性大脑连接组’会根据所进行的活动和所使用的大脑部分而发生变化?!?

    几年前,耶鲁大学的神经学家在研究这些连接组时发现,我们每个人都有独特的大脑“指纹”。通过比较相隔几天获得的相同受试者的核磁共振成像所生成的图像,研究人员发现,同一受试者的两批次图像在几乎95%的时间内都能正确配对?;痪浠八?,他们可以根据受试者的大脑“指纹”准确地识别一个人。阿米科说:“这一发现确实令人激动,因为使用‘功能性大脑连接组’就可以完成身份识别,而这些连接组本质上就是一组组相互关联的数据?!?

    阿米科的团队决定将这一发现再向前推进一步。在此前的研究中,大脑“指纹”是通过持续数分钟的核磁共振扫描来识别的。但阿米科想知道,这些“指纹”是否能在短短几秒钟内被识别出来。

    阿米科说:“此前,神经学家都是使用在相当长一段时间内进行两次核磁共振扫描来识别大脑‘指纹’。但是,这些‘指纹’会不会在5秒钟后出现,还是需要更长的时间?来自大脑不同区域的‘指纹’会不会在不同的时间点出现?为了找到这些问题的答案,我们决定尝试不同的时间尺度?!?

    阿米科的团队仅用约1分40秒就检测出了大脑“指纹”?!拔颐欠⑾?,可以在很短的时间内获得形成大脑‘指纹’所需的信息,”阿米科说,“根本不需要对大脑活动进行持续5分钟的核磁共振扫描。更短的时间尺度也可能实现目标?!彼堑难芯炕贡砻?,大脑“指纹”最快开始出现在大脑的感觉区域,尤其是与眼球运动、视觉感知和视觉注意力相关的区域。随着时间的推移,与更复杂认知功能相关的额叶皮质区域的“指纹”也开始出现,并揭示我们每个人的独特信息。

    下一步,研究人员将比较健康人和阿尔茨海默病患者的大脑“指纹”?!案菸易畛醯姆⑾?,随着疾病的发展,使大脑‘指纹’独一无二的特征会逐渐消失,”阿米科说,“此时,根据‘功能性大脑连接组’识别身份将变得更加困难。这就像是阿尔茨海默病患者失去了其大脑‘身份证’?!?

    沿着这一思路,这种技术的潜在应用可能将包括导致大脑“指纹”消失的神经系统疾病的早期诊断。该技术的应用将使自闭症、中风甚至药物成瘾患者受益。

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