两个半球是不相等的:大脑是多么的不对称

大脑
图片来源:Pixabay/CC0公共领域

乍一看,人体看起来是对称的:两条胳膊,两条腿,两只眼睛,两只耳朵,甚至鼻子和嘴巴似乎都反映在一个假想的轴上,把大多数人的脸分开。最后是大脑:它被分为两个大致相同大小的部分,凹槽和凸起也遵循相似的模式。

但第一印象是具有欺骗性的:与众不同在左脑和右脑之间,区域有微妙但功能相关的差异。这两个脑半球专门负责不同的功能。例如,空间注意力主要在大脑中处理对大多数人来说,语言在很大程度上是由左脑处理的。这样,工作可以更有效地分配到双方,因此任务的范围得到了全面扩展。

但这种所谓的偏侧化,即大脑区域处理某些功能的倾向更多地位于左脑或右脑,因人而异。这不仅仅是少数人的大脑与大多数人的大脑相反。即使是那些拥有经典大脑结构的人,他们的不对称性在发音上也有所不同。

早期的研究表明,这反过来也会影响功能本身。例如,在阅读障碍患者中可以观察到某些语言区域缺乏左不对称。脑侧化不足似乎也在精神分裂症和其他疾病中起作用或者是多动症儿童。

然而,直到现在,人们还不清楚个体间大脑不对称的差异有多少是遗传的,有多少是由不同的需求引起的?此外,类似的大脑不对称特征是否也存在于猴子身上?

马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所(MPI CBS)和Forschungszentrum Juelich (FZJ)的科学家们现在已经研究了功能梯度的不对称性,描述了大脑功能在皮层的平滑变化轴。他们发现,左右脑区域的功能组织存在微妙的变化。

在左侧,涉及语言处理的区域距离涉及视觉和感觉的区域最远。而在大脑右侧,负责注意力和工作记忆的所谓额顶神经网络距离这些感觉区域最远。

研究人员还发现在这些功能安排是可遗传的,这意味着他们部分受到.与此同时,人类大脑中这种不对称的很大一部分不能用遗传因素来解释。这意味着某种不对称至少在一定程度上受到了个人经历的影响。

此外,该团队还发现比猴子的更不对称。“观察到的功能不对称很可能反映了源自个人经历的遗传和非遗传效应的相互作用,”MPI CBS的博士生、该研究的主要作者万斌(Bin Wan)解释说eLife.事实上,在老年人中,他们观察到右不对称减少了,这表明在整个生命周期中有微妙的变化。

“我们想了解为什么左右半球之间的细微差异与语言和注意力有关,并与各种发育障碍有关,”该研究的负责人、MPI CBS的认知神经遗传学研究小组的苏菲·瓦尔克解释说。

“如果我们了解了这种不对称的遗传性,这将是了解遗传和环境因素在塑造这种特征中的作用的第一步。”我们也许最终能够弄清楚,当左右的差异被干扰时,哪里出了问题。”

研究人员使用两个数据库调查了这些联系,一个数据库包含人类的大脑扫描,包括双胞胎,另一个数据库包含19只猕猴的大脑扫描。通过比较他们能够确定兄弟姐妹之间有什么不同,因此,什么不是由基因决定的,而是由环境影响决定的。

反过来,通过与猕猴的比较,人类和猴子之间的差异在哪里,以及哪些是在进化过程中产生的。科学家们在所谓的低维功能性大脑连接组织的帮助下计算出了这些差异。这揭示了分离的程度可以一起工作。研究人员计算了每个脑半球的这种组织特征,然后通过从左到右相减来计算不对称指数。


进一步探索

研究人员对左脑的看法并不正确

更多信息:万斌等,人类皮层功能组织不对称的遗传力和跨物种比较,eLife(2022)。DOI: 10.7554 / eLife.77215
期刊信息: eLife

引用:大脑半球不相等:大脑是如何不对称的(2022年,9月15日)从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-09-hemispheres-equal-brain-symmetrical.html检索到2022年9月18日
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