在长期被忽视的大脑区域发现了心灵的质量控制中心
小脑不能得不到尊重。小脑位于大脑下方,不太方便,最初被认为仅限于控制运动,长期以来,研究高级大脑功能的研究人员一直认为小脑是一个事后才想到的东西。
但圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员表示,忽视了小脑是错误的。他们的研究结果发表在10月25日的《美国科学》杂志上神经元研究表明,小脑参与了大脑高级功能的方方面面——不仅仅是运动,还包括注意力、思考、计划和决策。
研究报告的资深作者Nico Dosenbach博士说:“对我来说,最大的惊喜是发现小脑的80%都是用于智能的东西。”Nico Dosenbach博士是神经学、职业治疗和儿科学的助理教授。bob电竞“每个人都认为小脑与运动有关。如果你的小脑受损,你就不能顺畅地移动——当你伸手拿东西的时候,你的手会抽搐。我们的研究强烈表明,小脑不仅可以检查你的运动质量,还可以检查你的思想——使它们变得平滑、纠正、完善。”
多森巴赫是午夜扫描俱乐部的创始成员之一,该俱乐部由华盛顿大学的神经科学家组成,他们在深夜轮流使用核磁共振扫描仪,扫描自己的大脑几个小时,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表明,一种名为功能连接MRI的大脑扫描可以可靠地检测出个体大脑连接方式的根本差异。
博士后研究员兼第一作者Scott Marek博士决定将类似的分析应用于小脑。在更广为人知的大脑皮层——皱巴巴的大脑外层线路图已经被绘制出来,这些线路图将遥远的区域连接成控制视觉、注意力、语言和运动的网络。但没有人知道个人小脑是如何组织的,部分原因是核磁共振成像技术的一个怪癖,意味着从大脑下方获得的数据往往质量较低。然而,在午夜扫描俱乐部的数据集中,马立克可以对10个人中的每一个人进行超过10个小时的扫描,足以认真地观察小脑。
用大脑皮层的网络作为模板,马雷克可以识别小脑的网络。值得注意的是,感觉网络缺失了——视觉、听觉和触觉——只有20%的小脑用于运动,与大脑皮层的数量大致相同。剩下的80%被涉及高阶认知的网络所占据:注意力网络;默认网络,与白日梦、回忆和无聊的思考有关;还有两个监督决策和规划等执行功能的网络。
Marek说:“执行功能网络在小脑中的比例过高。”“我们对小脑的整个理解需要从它参与运动控制转向它更多地参与高级认知的一般控制。”
研究人员测量了大脑活动的时间,发现小脑始终是神经回路的最后一步。信号通过感觉系统接收,并在大脑皮层的中间网络中处理,然后被发送到小脑。在那里,研究人员推测,在输出信号被送回大脑皮层执行之前,信号会进行最后的质量检查。
“如果你想象一条装配线,小脑是在最后检查汽车的人,并说,‘这个很好;’或者‘这个有个凹痕;我们必须回去修复它,’”多森巴赫说。“在这里,你所有的想法和行动都得到完善和质量控制。”
小脑受损的人会变得不协调,步态不稳,口齿不清,进食等精细运动任务也有困难。小脑对酒精也相当敏感,这就是为什么喝多了的人会踉跄的原因之一。但新的数据可能有助于解释为什么醉酒的人也表现出较差的判断力。就像一个人喝醉后摇摇晃晃是因为他或她受损的小脑无法对运动功能进行正常的质量检查一样,由酒精引发的糟糕决定也可能反映了对执行功能的质量控制的崩溃。
Marek还对数据集中的10个人进行了个性化的网络分析。他发现,虽然每个人的小脑中大脑功能的排列模式大致相同,但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。研究人员目前正在调查小脑网络中的这种个体差异是否与智力、行为、适应性等人格特征或精神状况相关。
多森巴赫说:“许多人在研究大脑功能和行为之间的联系时,忽略了小脑。”“他们把数据切下来扔掉,因为他们不知道该怎么处理。但是小脑的神经元数量是大脑的四倍大脑皮层所以如果你忽略了小脑,你就已经搬起石头砸自己的脚了。想象整个人类的希望大脑首先要了解这一切是如何协同工作的。当你缺少一个主要部分时,你就无法看到整个电路是如何协同工作的。”