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Mind的质量控制中心位于长期被忽视的大脑区域

大脑模型(股票图像)。

小脑不能得到尊重。不方便地位于大脑底部并且最初被认为仅限于控制运动,小脑长期以来一直被研究人员视为研究更高脑功能的研究对象。

但圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员表示,忽视小脑是一个错误。他们在10月25日发表在“神经元”杂志上的研究结果表明,小脑在高级脑功能的各个方面都有所作为 - 不仅仅是运动,还有注意力,思考,计划和决策。

“对我来说最大的惊喜是发现80%的小脑专注于聪明的东西,”资深作者Nico Dosenbach博士说,他是神经学助理教授,职业治疗和儿科学。“每个人都认为小脑是关于运动的。如果你的小脑受损,你就不能顺利地移动 - 当你试图伸手去拿东西时,你的手就会痉挛。我们的研究强烈建议,正如小脑作为质量检查一样。运动,它也检查你的想法 - 平滑他们,纠正他们,完善事情。“

Dosenbach是午夜扫描俱乐部的创始成员,这是一群华盛顿大学的神经科学家,他们在深夜轮流使用MRI扫描仪,扫描自己的大脑数小时,为他们的研究生成大量高质量的数据。之前对午夜扫描俱乐部数据的分析显示,一种称为功能连接MRI的脑扫描可以可靠地检测个体大脑的连接方式的基本差异。

博士后研究员和第一作者Scott Marek博士决定对小脑进行类似的分析。在众所周知的大脑皮层 - 大脑的皱巴巴的外层 - 绘制了连线图,将遥远的区域连接到控制视觉,注意力,语言和运动的网络中。但是没有人知道小脑是如何在个体中组织起来的,部分是因为MRI技术的怪癖意味着从大脑底部获得的数据往往质量低。然而,在Midnight Scan Club数据集中,Marek可以对10个人中的每个人进行超过10小时的扫描,足以认真看待小脑。

使用皮质网络作为模板,Marek可以识别小脑中的网络。值得注意的是,感觉网络缺失 - 视觉,听觉和触觉 - 并且只有20%的小脑致力于运动,大致与大脑皮质相同。剩下的80%被涉及高阶认知的网络所占据:注意网络;默认网络,与白日做梦有关,回忆起回忆,只是空闲思考;和两个监督执行职能的网络,如决策和计划。

马雷克说:“执行功能网络在小脑中的比例过高。”“我们对小脑的整体理解需要从参与运动控制转变为更多地参与对高级认知的总体控制。”

研究人员测量了大脑活动的时间,发现小脑一直是神经系统循环的最后一步。通过感觉系统接收信号,并在被送到小脑之前在大脑皮层的中间网络中处理。研究人员推测,在输出被送回大脑皮层实施之前,信号经过最终的质量检查。

“如果你想到一条装配线,那么小脑就是最后检查汽车的人,并且说,'这个是好的;我们会把它卖掉',或者'这个有凹痕;我们必须回去“修复它,”Dosenbach说。“这是你所有的想法和行动得到改善和质量控制的地方。”

众所周知,小脑受损的人会变得不协调,步态不稳定,言语不清,以及进食等精细运动任务困难。小脑对酒精也非常敏感,这也是为什么饮酒过多的人绊倒的原因之一。但新数据可能有助于解释为什么醉酒的人也会表现出糟糕的判断力。正如一个人醉酒,因为他或她的受损小脑无法对运动功能进行常规质量检查,酒精引发的不良决定也可能反映出对执行功能的质量控制的细分。

Marek还对数据集中的10个人进行了个性化网络分析。他发现虽然大脑功能在每个人的小脑中以大致相同的模式排列,但是有足够的个体差异来区分对任何两个参与者进行的脑部扫描。研究人员现在正在研究小脑网络中的这种个体差异是否与智力,行为,适应性或精神疾病等人格特征相关。

“许多正在研究大脑功能和行为之间联系的人都会忽视小脑,”Dosenbach说。“他们将这些数据切掉并将其扔掉,因为他们不知道如何处理它。但小脑中的神经元数量是大脑皮层的4倍,所以如果你要排除小脑,你在开始之前就已经开始自我射击了。一次成像整个人脑的承诺就是要了解它是如何一起工作的。当你错过一个专业的时候,你无法看到整个电路是如何协同工作的。一块。“

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