科学家利用计算神经科学解开大脑的奥秘
2024-02-08 07:40:01
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导读 在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的新研究中,来自希伯来大学哈达萨医学院医学院的一组科学家揭开了关于大脑基本属性的长期谜团。早就...
在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的新研究中,来自希伯来大学哈达萨医学院医学院的一组科学家揭开了关于大脑基本属性的长期谜团。
早就知道大脑使用地形组织,这意味着进行相似类型计算的大脑各部分彼此靠近(也称为大脑图或空间计算)。但是,就病理而言,这些地形可能会进行重组。现在,研究人员表明,正是这些脑图的连续性受到了干扰。而且,这种连续性可以被量化,从而允许它们被用作检测神经精神疾病的生物标记。
为了了解这种关系,希伯来大学计算神经精神病学实验室和爱德蒙·莉莉·萨夫拉脑科学中心(ELSC)的研究人员以及哈达萨医学中心的神经外科医生研究了地形组织连续性的作用。
他们使用功能性MRI研究了两种独特的患者群体:脊髓一侧受损伤的患者(可以比较受干扰的和不受干扰的身体两侧)以及接受手术修复的患者。
这种方法可以直接比较人类患者自身或手术干预前后。该团队可以修复人类患者并在前后进行检查,而不是诱发动物损伤。重要的是,与动物不同,患者可以报告其主观经验,这对于理解高认知功能和神经精神病学至关重要。
研究人员开发了一种算法,可以量化患者脑图的连续性。他们的结果表明,在每位患者中,病理处理均通过地形图的不连续性而不是信号减少来体现。
“这些发现表明,连续性是大脑计算的主要原理,但在病理状态下,大脑可能会放弃该原理以获取尽可能多的信息。此外,这可能会成为我们所研究的神经病理学的生物标记现在正在调查,”领导该小组的神经科学家Shahar Arzy博士说,他是计算神经精神病学实验室主任。
研究人员现在正在微调他们在神经外科患者中的发现,以实现更好的针对患者的诊断和随访。此外,他们将其发现扩展到其他种类的大脑处理,例如视觉,听觉,数字处理和记忆。
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