新的脑图技术揭示了大脑连通性与智商之间的关系

科技工作者之家  |   2018-01-04 16:20

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剑桥大学的研究人员开发了一种新的相对简单的绘制大脑网络的技术,揭示了人脑区域的连通程度和智力之间的关系。1月3日,剑桥大学与美国国立卫生研究院(NIH)的合作科研小组在《神经元》上发文称,可以使用核磁共振(MRI)扫描技术来绘制普通大脑的网络连接图。

研究小组比较了296个典型的青少年志愿者的大脑。他们的结果在另外124名志愿者中进行了验证。研究小组使用的是一种传统的3T MRI扫描仪,其中3T代表磁场强度。

典型的MRI扫描能提供大脑的单一图像,从中可以计算大脑的多种结构特征。这意味着大脑的每个区域都可以使用多达十种不同的特征来描述。研究人员表明,如果两个区域有相似的特征,那么它们就被定义为具有“形态相似性”,并且可以假定它们处于同一个连接网络。研究人员使用了31只青壮年猕猴的MRI数据对比验证了此假设。

利用这些形态相似性网络(MSNs),研究人员能绘制出一张大脑的地图,来显示出大脑网络不同区域之间的主要连接点的连通状况。他们发现大脑区域中MSNs的连通性与大脑的高阶功能息息相关,例如解决问题的能力、语言能力和智力。

剑桥大学及NIH的博士生Jakob Seidlitz谈到:“我们在研究中发现大脑网络的连接越密集,一个人的智商相应的就越高。如果你将大脑的连接点看作是大脑信息流动的枢纽站,那么会更清晰易懂——枢纽站之间的联系越强,大脑处理信息的能力就越强。”

由于志愿者的智商各不相同,因此MSNs数据产生了40%左右的个体数据差异。研究人员认为这是合理的,若使用更高分辨率的多模态7T扫描仪,那么可能出现更大个体数据差异。

Seidlitz补充道:“目前还没搞明白的是,这些个体差异从何而来。为什么一些人大脑的连通性就强于其他人的?是因为他们的基因不同,还是他们后天教育的不同?而大脑的连通性是如何在后天得到加强或是减弱的呢?”

剑桥精神病学主任Ed Bullmore教授认为,这项研究能使我们更理性的了解大脑智商,而不是通过IQ测试。我们的新的脑图技术还可以帮助我们了解精神健康障碍的症状,如焦虑和抑郁,甚至精神分裂症——这些疾病都是由大脑中的连接性差异引起的。

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  编译:Coke 审稿:阿淼  编辑:张梦 

来源:https://medicalxpress.com

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