神经科学家检测到组织大脑活动的螺旋形信号
悉尼大学和复旦大学神经科学家领导的新研究表明,螺旋状旋转波模式(大脑螺旋)在休息和认知任务状态下普遍存在。这些大脑螺旋的属性,例如它们的旋转方向和位置,与任务相关,可用于对不同的认知任务进行分类。
“我们的发现可能有潜力在人类大脑复杂运作的启发下推进强大的计算机,”悉尼大学的龚普林博士说,他是《自然人类行为》杂志上发表的一篇论文的资深作者。
“这一发现开辟了理解大脑如何工作的新途径,并为了解人脑的基本功能提供了宝贵的见解。”
“它可以帮助医学研究人员通过检查痴呆症等脑部疾病所扮演的角色来了解它们的影响。”
“我们的研究表明,深入了解螺旋与认知处理的关系可以显着增强我们对大脑动力学和功能的理解。”
“这些螺旋图案表现出错综复杂的动力学,在大脑表面移动,同时围绕称为相位奇点的中心点旋转。”
“就像湍流中的漩涡一样,螺旋也参与复杂的相互作用,在组织大脑的复杂活动中发挥着至关重要的作用。”
“多个共存螺旋之间复杂的相互作用可以允许神经计算以分布式和并行的方式进行,从而带来显着的计算效率。”
皮层上螺旋的位置可以让它们连接大脑不同部分或网络的活动——充当沟通的桥梁。
许多螺旋足够大,可以覆盖多个网络。
大脑皮层,也称为大脑皮层,是大脑的最外层,负责许多复杂的认知功能,包括感知、记忆、注意力、语言和意识。
悉尼大学博士说:“这些大脑螺旋的一个关键特征是,它们经常出现在大脑中不同功能网络的边界处。” 学生Yiben Xu,该研究的第一作者。
“通过它们的旋转运动,它们有效地协调这些网络之间的活动流。”
“在我们的研究中,我们观察到这些相互作用的大脑螺旋允许在涉及自然语言处理和工作记忆的各种任务中灵活地重新配置大脑活动,这是通过改变旋转方向来实现的。”
研究人员从 100 名年轻人的功能磁共振成像 (fMRI) 脑部扫描中收集了他们的发现,并通过调整用于理解湍流中复杂波模式的方法进行了分析。
神经科学传统上关注神经元之间的相互作用以了解大脑功能。
越来越多的科学领域着眼于大脑内更大的过程,以帮助我们理解它的奥秘。
“通过解开大脑活动的奥秘并揭示控制其协调的机制,我们正在进一步释放理解认知和大脑功能的全部潜力,”龚博士说。
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