大脑形状决定功能？Nature新研究颠覆百年理论

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你知道吗？我们的大脑是如何产生我们的思想、感觉和行为的，一直是神经科学领域最根本也最难解的问题之一。

长久以来，科学家们普遍认为，我们的大脑活动模式，是由大脑不同区域通过一个由数万亿细胞连接组成的复杂网络相互交流决定的。

然而，在最新一期《自然》杂志上发表的一项国际合作研究却打破了这一传统观点。该研究分析了超过10,000种不同的人类大脑活动图，发现一个人的大脑的整体形状对我们如何思考、感觉和行为的影响远远大于其复杂的神经元连接。

这项研究由澳大利亚莫纳什大学特纳大脑与心理健康研究所、荷兰乌得勒支大学、澳大利亚昆士兰理工大学和澳大利亚国立大学等机构的研究人员共同完成。

他们采用了物理学、神经科学和心理学的方法，推翻了强调复杂大脑连接重要性的百年范式，确定了以前未被重视的大脑形状和活动之间的关系。

具体来说，他们利用了数学模型来计算出大脑中振动或激励的自然模式，称为本征模（eigenmodes）。本征模通常用于研究物理和工程等领域的物理系统，直到最近才被用于研究大脑。

他们比较了从大脑形状模型中获得的本征模与从大脑连接模型中获得的本征模在解释不同活动模式方面的效果。

他们发现，在人们执行由神经科学家开发的探测人脑的不同任务时获得的超过10,000张

活动图中，活动由具有非常长波长的空间模式的特征模式主导，延伸的距离超过40毫米。

这一结果与传统观点相反，传统观点认为，不同任务期间的活动通常发生在集中的、孤立的活动增强区域，并告诉我们，在了解大脑如何工作时，传统的大脑绘图方法可能只显示了冰山一角。

更令人惊讶的是，他们发现，由大脑几何形状定义的本征模——它的轮廓和曲率——代表了对大脑功能最强烈的解剖学约束，就像鼓的形状影响它发出的声音一样。

他们证实了理论预测，即几何和功能之间的密切联系是由在整个大脑中传播的波状活动驱动的，就像池塘的形状会影响一块下落的鹅卵石形成的涟漪一样。

这些发现提高了直接从大脑形状预测其功能的可能性，为探索大脑如何影响个体行为差异以及精神和神经疾病风险开辟了新的途径。

这也是首次在人类大脑中发现几何约束对功能的重要性，为理解我们如何思考、感觉和行为提供了一个全新而简单的视角。

这项研究不仅揭示了大脑功能背后的物理原理，也为我们提供了一个重新审视自己和他人思维方式的机会。你是否曾经想过，你的大脑形状可能影响了你对世界的看法？你是否认为你和别人有不同的思维模式？欢迎在评论区留言分享你的想法！