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來源:大纪元
大脑核磁共振（MRI）成像技术为科学家研究大脑内部运作机制提供了一个很好的方法。图为大脑MRI图像。(Shutterstock)
【大纪元2023年06月17日讯】（大纪元记者林达编译报导）研究表明，人类大脑的大小、曲线和凹槽可能对其功能起着重要作用，甚至可能比神经元之间的连接更为重要。
尽管关于大脑的许多事情仍然是个谜，但科学家们长期以来一直推测，人的思想、感受和行为是数十亿相互连接的神经元相互传递信号的结果，从而使大脑区域之间能够进行交流。
但5月31日发表在《自然》（Nature）杂志上的一项研究对这一观点提出了挑战，研究表明，大脑的形状，包括其大小、曲线和凹槽——可能比神经元之间的连接和信号对人的思维、感觉和行为能产生更大的影响。
澳大利亚的一个研究小组在对255人的大脑进行核磁共振（MRI）扫描后得出了这一结论，同时，研究对象执行了敲击手指或回忆一系列图像等任务。从这里起步，该团队检查了从全球1,000多个实验中收集的10,000张不同的人脑活动图，以进一步评估大脑形状的作用。
接下来，他们创建了一个计算机模型来模拟大脑的大小和形状如何影响脑电波。他们将新模型与现有的大脑活动模型进行了比较，而这个现有模型与神经元连通性作为大脑功能主要驱动因素的理解相一致。
比较后他们发现，新模型比老模型更准确地重建了核磁共振扫描和大脑活动图中显示的大脑活动。
关于大脑运作模式的新观点
该研究主要作者、澳洲莫纳什大学（Monash University）研究员詹姆斯·彭（James Pang）将大脑形状的重要性比作在池塘中激起涟漪的鹅卵石：池塘的大小和形状决定了这些涟漪的特性。“几何形状相当重要，因为它决定了脑电波的样子，而这又与人们在执行不同任务时的大脑活动模式有关，”彭说。
美国圣路易斯的华盛顿大学（Washington University）神经科学教授戴维·范埃森（David Van Essen）说，大脑形状理论已经流传了十多年。但他说，大多数研究人员仍然认同经典假设：大脑近 1000亿个神经元中的每一个都有一个轴突，其功能就像一根电线，可以将信息传递给其它神经元，使大脑活动成为可能。“基本的起始假设是，大脑中的神经网路对于理解大脑的功能至关重要，”范埃森说。
彭说他的研究并没有低估神经元之间交流的重要性；而是说，大脑的几何形状在大脑功能中起着更重要的作用。
彭还指出，大脑形状假说有一个优势：大脑形状比大脑中神经网络更容易测量，因此更密切地关注前者可为研究开辟新的途径。
他说，一个值得探讨的话题是大脑形状在各种精神与神经系统疾病发展中可能的作用。
彭说，理论上，行波（traveling waves）向大脑不同区域传播的速度可能会影响人们处理信息的方式。反过来，大脑活动模式也可能与精神分裂症及抑郁症等疾病相关。
有争议的理论
不过，并非所有科学家都相信这项新研究。例如，范埃森仍持怀疑态度。他认为：“说这是一个有争议的理论一点也不为过，这个理论需要通过批判性的眼光来评估它是否经得起时间的考验。”
范埃森对这项研究提出了一些担忧，包括新模型是基于参与者大脑形状的平均值这一事实。根据他的说法，这种方法忽视了一个大脑与另一个大脑表面褶皱模式的巨大差异。
然而，彭表示，即使在对大脑形状进行了个体层面的分析之后，其研究结果仍然站得住脚。
范埃森还警告说，核磁共振并不是完美的工具，可能无法可靠地捕捉大脑神经网络的特性。他在谈到核磁共振技术时说：“尽管它令人兴奋且信息丰富，但它在基本方面仍然不准确且不完整，还有很多问题需要通过进一步研究来解决。”
彭说他的研究并不是确定的，但补充说，在他看来，这项新研究“加强了这个理论”，即大脑形状对大脑活动的影响比神经元更大。
“我们坚信（大脑形状的）这种影响是真实存在的，”他说。
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发表于 2023-6-20 23:38:02
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