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我國科學(xué)家揭示人類大腦皮層復(fù)雜布局

文章來源：人民網(wǎng)發(fā)布日期：2025-02-20瀏覽次數(shù)：16
當(dāng)我們思考、學(xué)習(xí)、感知世界時，大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正在悄無聲息地運轉(zhuǎn)。千億個神經(jīng)元通過數(shù)以萬億計的連接，將信息高速傳遞。這些復(fù)雜連接的布局是如何形成的？為什么不同腦區(qū)如此規(guī)則地分布在大腦皮層？記者19日從中國科學(xué)院自動化研究所獲悉：該所腦網(wǎng)絡(luò)組團隊通過研究揭示了人類大腦皮層連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與遺傳特性的內(nèi)在關(guān)系，相關(guān)研究已在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上發(fā)表。

  人腦在胚胎發(fā)育時就已經(jīng)開始按照某種“設(shè)計圖”進(jìn)行建造，而這張設(shè)計圖的“藍(lán)圖”正是基因。新研究提出一種假設(shè)：考慮到基因和連接在數(shù)目上的巨大差異，遺傳編碼與區(qū)域間連通性之間并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，而是通過某種更高效的組織原則，使基因在大腦皮層上呈現(xiàn)特定的嵌入模式，從而指導(dǎo)白質(zhì)纖維束在空間中的布線。

  論文第一作者、中國科學(xué)院自動化研究所博士生李德瑩說：“通過對數(shù)據(jù)的綜合分析，我們發(fā)現(xiàn)了三種主導(dǎo)的腦連接拓?fù)漭S——背腹軸、前后軸和內(nèi)外軸。這三個軸不僅反映了皮層內(nèi)連接的變化規(guī)律，還與胚胎期發(fā)育中的形態(tài)發(fā)生梯度和遺傳梯度密切相關(guān)?！?/span>

  中國科學(xué)院自動化研究所研究員樊令仲表示，這項研究的核心結(jié)果之一，就是定義了全腦尺度的腦連接模式，即“全局連接拓?fù)洹?，并發(fā)現(xiàn)其與基因表達(dá)之間存在的吻合。這種吻合表明，盡管基因數(shù)量與神經(jīng)連接數(shù)量相差懸殊，但基因可以通過某種簡單的規(guī)則影響復(fù)雜的連接布局。