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PNAS:最新生成人感觉系统的大脑4D动态图

2016/04/03 来源:生物探索
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导读
在一个PNAS最新报道的惊人的新研究中,意大利和德国的科学家合作将解剖和功能的数据从100多例在手术中曾定向植入脑内电极的耐药性癫痫病人中合成4D动态图。


不用说,大脑是一个令人难以置信的复杂生物结构件,但其复杂性的深度通常还未获得解释。将网络理论运用到大脑已经阐明了许多神经的功能,并导致了作为一个相互关联的大脑网络的枢纽的大脑的结构功能。但到目前为止,没有细粒度的大脑时空动态的图谱存在。

考虑到微处理器:现有技术依赖于在二维上越来越小的、致密的微结构。作为传统摄影学技术到达的物理局限,在二维的微结构上再缩小更困难了。芯片设计者已经在追求新的范式了,其中一个是三维微结构,是二维芯片的堆叠和垂直相联。

大脑也有这样一个分层的三维结构,但它是数百万倍更复杂的。由于在观察神经动力学的固有困难,这些层是否精确地相互作用以及皮质动力学是否运用并行或串行操作还是未知的。

在一个PNAS最新报道的惊人的新研究中,意大利和德国的科学家合作将解剖和功能的数据从100多例在手术中曾定向植入脑内电极的耐药性癫痫病人中合成4D动态图。


从这份难以获得的数据财富,研究者制作了随着时间推移和跨越脑区的非痛感刺激人脑皮质处理过程的4D动态图。令人惊讶的是这份图谱显示人类躯体感觉系统包括一个广泛的网络,超过两大脑半球皮质表面百分之10。

该网络包括初级躯体感觉皮层的相关组件,包括运动区、运动前区和顶叶区域。研究者发现它还包括了视觉元件。他们写道:“……我们能够表明,确实,体感信息到达了内侧颞区的假定的腹侧部,这表明触觉和视觉信息之间可能存在的整合…这种整合可以用来控制移动对象的跟踪,不仅用眼睛,…也用手臂。”

数据的时间成分为大脑皮质处理模式提供了证据。研究人员认为,这有利于并行处理两个研究区域之间的感官信息。但他们说他们所研究的10毫秒规格的数据是不足以充分证实这一结论,需要进一步的调查。

最后作者得出结论:岛叶皮质是被手方面的神经的刺激持续激活的,这与现有结论:这一部分岛是专门用于躯体感觉处理所一致。文章中写道:“我们发现这个区域的重要活动是和脑后岛区的参与和其它方式的躯体感觉输入整合相关的。”

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