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大脑里也有“指纹”

科普小知识2022-07-12 14:28:00
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大脑里也有“指纹”

根据国外媒体报道,研究人员发现人类有一种独特的“大脑印记”,这种印记在生活中不会改变。这种大脑印记也被称为“功能指纹”,可以用来识别个人特征,甚至判断人与人之间的关系和区分双胞胎。随着研究的深入,大脑的功能指纹也可能揭开注意力缺陷多动障碍和自闭症的神秘面纱。

俄勒冈健康与科学大学的达米恩·费尔在2017年的一篇论文中解释道:“与脱氧核糖核酸相似,特殊的大脑系统和连接模式是从成人遗传给儿童的。”。“这很重要,因为它能帮助我们更好地描述大脑活动、发育或疾病变化的特征。”

在2017年的研究中,Phil和他的同事使用了两组来自350多名成年人和儿童(包括多对兄弟姐妹)的功能磁共振成像脑扫描数据,采用了一种创新技术来表征功能连接和机器学习,并根据大脑连接的类型成功地识别了受试者的兄弟姐妹关系。

大脑里也有“指纹”

在最近的一项研究中,他们还发现只有30%的连接体(也称为大脑功能连接图)是个体独有的。通过一个类似的实验过程,研究小组确定了儿童和成人的兄弟姐妹和双胞胎。

“这些结果证实,尽管每个人都是独特的,但在整个发育过程中,家族连接体的某些方面是可遗传和可维持的,也可以作为精神或神经疾病的早期生物标志物,”该研究的主要作者、俄勒冈健康与科学大学医学院行为神经科学助理教授奥斯卡·米兰达-多明戈斯说。

“我可以从我5岁的孩子身上提取指纹,当她25岁时,我仍然可以知道那是她的指纹,”达米恩·费尔说。尽管随着年龄的增长和经历的变化,她的手指可能会变得更大并经历其他变化,但核心特征依然存在。

识别、跟踪和模拟功能连接器将揭示为什么有些人患某些精神疾病的风险更高。菲尔还说,这些发现帮助我们思考大脑功能,包括正常和变化的状态。此外,它还将为注意力缺陷多动障碍或自闭症及其他疾病的个性化和针对性治疗提供更多可能性。

大脑里也有“指纹”

在由卡内基梅隆大学领导、美国军方资助的另一项研究中,研究人员从五组数据中测量了699个局部大脑连接。这些点对点连接都位于白质通道,而不是不同区域的连接。然后,研究人员用扩散核磁共振成像数据重建并计算水分子沿白质纤维的扩散分布特征。结果表明,这些特征可以作为每个人独有的“大脑指纹”。研究小组已经进行了17,000多次识别测试,识别两个本地连接器是否来自同一个人的准确率接近100%。

大脑连接图像将如何对抗多动症和自闭症?

“发展中的人类互联项目”是由伦敦国王学院、牛津大学和帝国理工学院牵头的一个合作项目。它致力于绘制大脑初始阶段的四维图像。

该项目的目标是建立一个22至44周胎龄时人脑连接的动态图像,整合成像、临床、行为和遗传信息。这些图像和数据将被科学界广泛使用。研究人员希望该项目将有助于提高对自闭症谱系障碍和脑瘫的理解,并为治疗注意力缺陷多动障碍和自闭症提供可能性。