據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,科學(xué)家長(zhǎng)久以來一直認(rèn)為大腦的神經(jīng)線路連接雜亂無(wú)章,,但根據(jù)美國(guó)麻省總醫(yī)院最近進(jìn)行的大腦成像研究,,大腦內(nèi)的神經(jīng)纖維呈十字交叉,就像一個(gè)棋盤一樣,。在利用新型先進(jìn)核磁共振成像掃描儀獲取的大腦圖像中,,這種網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出驚人的細(xì)節(jié)。
研究領(lǐng)導(dǎo)人范-維登表示:“大腦內(nèi)的神經(jīng)連接并不像科學(xué)家一直認(rèn)為的那樣雜亂無(wú)章,,更像是一條條帶狀電纜——片狀平行神經(jīng)纖維呈直角交叉,,就像布料上的紋路一樣。這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)連續(xù)不斷,,有大有小,。除了人類外,其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物的大腦也呈這種結(jié)構(gòu),。”國(guó)立精神衛(wèi)生研究所負(fù)責(zé)人托馬斯-英特爾指出:“拍攝人類大腦的高清晰線路圖對(duì)人類神經(jīng)解剖學(xué)研究來說具有里程碑意義,。這項(xiàng)新技術(shù)能夠揭示大腦連接的個(gè)體差異,有助于幫助診斷和治療大腦疾病,。”
2011年,,麻省總醫(yī)院安裝了新型核磁共振成像掃描儀。維登表示這臺(tái)掃描儀能夠獲取大腦內(nèi)十字交叉的纖維的可視圖像,,細(xì)節(jié)是傳統(tǒng)掃描儀的10倍,。大腦內(nèi)的不同區(qū)域通過纖維進(jìn)行通信。他說:“這臺(tái)儀器幫助我們了解大腦內(nèi)令人吃驚的結(jié)構(gòu),,有助于我們加深對(duì)大腦生長(zhǎng)過程的認(rèn)識(shí),。成熟大腦內(nèi)的線路像一面鏡子,折射出胚胎階段形成的3個(gè)最重要的神經(jīng)通路,。”
新型核磁共振成像掃描儀獲取的大腦圖像,片狀平行神經(jīng)纖維呈直角交叉
早期發(fā)育過程中,,大腦內(nèi)的線路連接在一起,,這些連接呈十字交叉,沿著水平和垂直方向延伸,。這種網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的連接好似高速路的車道標(biāo)線,,限制了神經(jīng)纖維在生長(zhǎng)過程中的選擇,具體地說就是改變方向的選擇,。如果能夠朝著左右上下這四個(gè)方向,,纖維需要一種更有效并且更有秩序的方式,找到合適的連接,。研究人員表示,,在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中,大腦已經(jīng)適應(yīng)了這種結(jié)構(gòu)。
長(zhǎng)久以來,,科學(xué)家一直無(wú)法獲取人類大腦內(nèi)神經(jīng)通路的詳細(xì)圖像,,部分原因在于大腦皮層存在很多褶縐、隱窩和縫隙,,讓神經(jīng)連接的結(jié)構(gòu)模糊不清,。借助化學(xué)示蹤物進(jìn)行的動(dòng)物大腦研究顯示,大腦可能呈網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),,但這是一種侵入式技術(shù),,無(wú)法用于人腦研究。
此前采用的技術(shù)只能呈現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)25%的區(qū)域,,新掃描儀能夠呈現(xiàn)75%,。維登說:“在此之前,我們只能沿著行車路線前行,,現(xiàn)在,,我們擁有一張地圖,展示所有高速路和小道如何連接在一起,。大腦內(nèi)的線路并不像我們地下室的線路,,需要在正確的端點(diǎn)連接在一起。這種網(wǎng)格就是大腦的語(yǔ)言,,通過改變網(wǎng)格進(jìn)行布線和改線,。”研究發(fā)現(xiàn)刊登在《科學(xué)》雜志上。
猴子大腦內(nèi)的網(wǎng)格狀纖維連接,,就像布料上的紋路一樣