騰訊科技訊（過客/編譯）奇妙的大腦效果圖揭示了在這個復(fù)雜器官中的一種讓人迷惑簡單組織形式。神經(jīng)纖維不是像意大利面條一樣亂糟糟的在大腦內(nèi)縱橫，而是如這些圖像所展示出來的，這些新的圖片顯示了二維平行神經(jīng)纖維與其它的纖維直角交叉構(gòu)成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)組織，這些組織隨著大腦的腦回交疊和扭曲。
大腦左半球的神經(jīng)纖維組成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)
這是一幅獼猴大腦的擴散光譜核磁共振詳細(xì)圖片，展示出神經(jīng)纖維直角交叉的三維結(jié)構(gòu)
研究人員在周四的科學(xué)期刊中聲稱這種相同的形式出現(xiàn)在人類、恒河猴、夜貓猴、絨猴和夜猴的大腦中。哈佛醫(yī)學(xué)院和麻省總醫(yī)院的神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家Van Wedeen告訴《生命科學(xué)》記者道：“這種大腦纖維結(jié)構(gòu)最終形成了一個三維的網(wǎng)格，而且是以這種特別簡單的方式組成。這種三維交叉的模式是大腦組織的基本形式。”
西北大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和阿茲海默癥研究中心的負(fù)責(zé)人Marsel Mesulam稱：“大腦表層含有大約400億顆神經(jīng)細(xì)胞，每顆細(xì)胞都以科學(xué)家未知的模式制造出大約1000個節(jié)點。”Mesulam雖未參與到這項研究但卻認(rèn)為Wedeen的工作“非常令人興奮”。Mesulam告訴《生命科學(xué)》記者道：“在哲學(xué)上和心里學(xué)上不再有基本問題，人類大腦在已知的世界中是最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且它通過神經(jīng)細(xì)胞相互傳遞信息工作。如果我們不能判定它們?nèi)绾未_定給誰傳遞信息以及它們互相傳遞什么信息，我們就不會理解大腦功能�！�
借助一種自創(chuàng)的擴散光譜磁共振成像技術(shù)，Wedeen追蹤了水分子沿著腦纖維交叉點（細(xì)胞投影構(gòu)成了大腦的通訊網(wǎng)絡(luò)）的運動，探尋每個交叉點大腦纖維的方向。Wedeen說：“結(jié)果非常讓人吃驚，穿過跟蹤的纖維的節(jié)點事實上非常的牢固，看起來像是所有平行的纖維都像梳子齒一樣排列而且全都是從同一個方向穿過節(jié)點。”
動物研究已經(jīng)表明這種大腦模式或許存在，而且研究人員們已經(jīng)了解脊髓和腦干中的神經(jīng)細(xì)胞是平行結(jié)構(gòu)甚至在人類中存在垂直結(jié)構(gòu)（考慮到長的神經(jīng)纖維沿著軀干生長而且隨后從脊椎中分出垂直的分叉）。Wedeen說：“如果讓人在核磁共振成像掃描儀中超過45分鐘左右就會讓人覺得不舒服，因此無法獲得人類大腦皮層纖維連接的高分辨率掃描圖。出于那個原因，人類大腦連接的圖片看起來就像是糾纏的意大利面�！�
Wedeen和他的同事們掃描了四種靈長目已亡動物的大腦，這樣它們的大腦就能夠掃描長達(dá)48小時，而且使用了比傳統(tǒng)核磁共振成像儀器分辨率高10倍的新設(shè)備對人類大腦進(jìn)行掃描。研究人員們借助特殊的軟件重新改造了大腦纖維路徑的三維圖像。Wedeen說：“觀察了許多的物種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大腦模式本質(zhì)上是類似的。當(dāng)你分別研究了小腦容量和大腦容量的靈長類動物時，就會發(fā)現(xiàn)規(guī)則是一樣的，但是擁有更多的層面更大更復(fù)雜的大腦應(yīng)用更廣泛。”
Wedeen說：“考慮到大腦在進(jìn)化和生命中都要重新連線，從上到下、從前到后、從左到右的大腦組織更加合理。如果通訊組織混亂無序，那大腦就不工作了。這就像隨意的重新為你的地下室布線，重大錯誤發(fā)生，房子燒毀了，你就會死去�！睋Q句話說，改造一個仍然會讓下一代存活的復(fù)雜大腦線路幾乎是不可能的。如果你試著將一個意大利面條式的大腦轉(zhuǎn)變成一個不同的意大利面條式的大腦，想象一下會發(fā)生什么事情，你會意識到你需要一個無法想象的聰明才智的設(shè)計師站在大腦上來重新連線�！�
無論如何，擁有有序的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)化會更加容易，比如說與我們的猴類親屬相比，我們?nèi)祟愒黾恿艘粋�更加復(fù)雜的前腦。Mesulam說：“我們還需要進(jìn)行更多的研究將Wedeen的成像方法與傳統(tǒng)的神經(jīng)解剖學(xué)方法聯(lián)系起來確定研究結(jié)果。”Wedeen計劃更加詳細(xì)的補充大腦圖，他說：“了解大腦結(jié)構(gòu)和它的功能之間的關(guān)系同樣很重要。了解大腦的典型結(jié)構(gòu)將從根本上幫助科學(xué)家們理解當(dāng)大腦出現(xiàn)老年癡呆癥或者精神疾病等問題的時候會發(fā)生什么事情。假設(shè)有人帶著他兩歲的小孩到你面前而且說他的小孩就是不看他的眼睛。這是阿斯伯格綜合癥的征兆？還是只是一個個體的不同？你需要知道這是如何開始的，知道你一直在做什么。”
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本文標(biāo)題：奇特大腦細(xì)節(jié)效果圖 神經(jīng)纖維排列如網(wǎng)絡(luò)
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