人類大腦皮層接線圖：上圖為大腦細胞的主要路徑,，下圖為神經連接最繁忙的集線器（紅色）
據美國《大眾科學》雜志報道,，科學家首次描繪大腦皮層接線圖，從而揭示智力人類背后的基本結構,。新研究標志著人類在理解自身最復雜和最神秘器官上的一大進步,，相關論文發(fā)表在6月30日出版的《公共科學圖書館 生物學》（PLoS Biology）上。
著名分子生物學家弗朗西斯·克里克于20世紀70年代轉向研究神經系統(tǒng)科學,，然而到1993年,，他因對此新領域一無所知導致他灰心喪氣，他給《自然》雜志的編輯寫道：“我無法忍受我沒有繪制出人類大腦的連接圖,。沒有它,，很難有希望能了解我們的大腦是如何工作的。”
1993年沒有這樣的大腦接線圖,，因為惟一得到大腦接線圖的辦法就是解剖術：即將染料注入生物體的大腦中,，然后殺死它，再利用顯微鏡來跟蹤神經元中的顏色蹤跡,。當然,，倫理法則是不允許做這種人體實驗的。其結果是,，我們了解我們的靈長類親戚勝過我們自己,。然而，之后的20年研究最終直白地揭示了克里克所希望看到的人類大腦神經系統(tǒng)線路圖,，且根本沒有使用解剖刀,。此人類大腦神經系統(tǒng)線路圖表明我們有一個大腦細胞連接的中心核心,，似乎在協(xié)調我們思維和行動。
這一高分辨率的人類大腦神經系統(tǒng)線路圖來自瑞士和美國研究人員,，它的精細程度無與倫比,。該圖反映了人類大腦皮層中負責高等思維的數百萬神經纖維，如何相互連接和“交談”,。另一張低分辨率的人類大腦神經系統(tǒng)線路圖由來自加拿大的研究小組,，它們都是通過利用大腦掃描技術――擴散光譜成像（DSI）分別獲得的。這二支小組都是針對大腦皮層,，即我們大腦的摺皺外殼,，此區(qū)域正是形成我們人類物種獨特智能的地方。相對于身體大小,，人類在靈長類動物中具有最大的大腦皮層,。
然而，此獨特性的關鍵可能不是其大小而是其組織形式,。功能性磁共振掃描(fMRI)――標準的大腦掃描技術可以測量大腦的活躍性,，但不能顯示其組織形式。不過,，擴散光譜成像能揭示神經軸突的主要路徑,，神經軸突是傳輸脈沖信號到鄰近神經細胞的長突。這種無創(chuàng)成像技術主要依據水分子在腦組織中的擴散來評估神經纖維連接的軌道,。而該技術的高敏感度變種——擴散光譜成像（diffusion spectrum imaging,，簡稱DSI），則能夠描述通過某一位置的多重神經纖維的定向性,。最新研究正是將該技術應用于整個人類大腦皮層,，才得到了其中數百萬神經纖維的網絡地圖。
美國哈佛大學和馬薩諸塞州綜合醫(yī)院的神經科學家范·威德恩率先繪制擴散光譜成像的高分辨率大腦皮層接線圖,，他解釋說,，其工作原理和墨水玷污你的襯衣差不多：墨水沿著襯衣上的纖維向一個主要方向擴散。“此技術類似于魔棒,，能在待試物種,、器官或組織上揮動,。而這是內在邏輯構成,，并以數字三維彩色方式顯示出大腦皮層接線圖來。”
進一步的計算分析表明,，人類大腦皮層中存在著對神經連通性起中樞作用的區(qū)域,，研究人員形象地將其稱為大腦的“集線器”（hub）。經過利用多位個人的神經軸突圖,，科學家能定位大腦區(qū)域,，甚至可以精確到一個個細胞的連接上,。每一支小組發(fā)現這些神經“集線器”在大腦皮層中集中成簇，設想將此神經“集線器”看成是大機場,，連接此中心的更遠的連接則可能是小鎮(zhèn)上的機場,。
令人好奇的是，此中心區(qū)域被發(fā)現進行“熱行”新陳代謝,，說明此大腦區(qū)域使用最多的氧氣和葡萄糖,，特別是在靜靜地思考的時候。思考時大腦的活躍性比休息時強大約40%,。而在此之前,，沒有人能感知到這一點，美國印第安那大學的神經學家奧拉夫·斯鮑恩斯（Olaf Sporns）表示,。
然而,，神經科學家并沒有表示此熱點就是人類智力的所在地――獼猴似乎有類似的結構核心，但有詳細的差異,。因此,，我們還不能回答我們常問的一個問題：什么是我們成為了人類？
斯鮑恩斯說：“我們發(fā)現大腦核心位于大腦皮層的中央后部,，它同時騎跨著左右腦半球,。這是以前人們不知道的。”而接下來的問題就是新的大腦連接網絡是否負責塑造著大腦的動態(tài)活動性,。為了驗證這一點,，研究人員利用fMRI和DSI兩種方法檢驗了5位受試者的大腦，并比較觀測到的大腦活性與深層神經纖維網絡間的接近度,。結果表明,，它們關系十分緊密。這意味著如果知道大腦如何連接,，我們就能預測它將做什么,。研究人員正打算對更多的人類大腦進行檢測，以期得到不同發(fā)育階段,、年齡以及疾病等各式人群的大腦連通性,。（生物谷Bioon.com）
