科技日报记者 陆成宽
我们思考、记忆和感受时，大脑里的白质纤维束像高速公路一样传递着信息，而大脑皮层的复杂褶皱就像山脉和河谷，为信息传递提供了独特的支撑。记者18日从中国科学院自动化研究所获悉，来自该所的科研人员成功揭示人类大脑皮层形态与白质纤维连接的内在关系。相关研究成果在线发表于《自然·通讯》杂志。
大脑的白质纤维束在不同脑区之间搭建“连线”，构成一个精密的信息交通网，保障信号顺畅流通。而大脑皮层那层布满褶皱的外壳，则通过折叠在有限空间里创造出巨大的表面积，塞进了海量的神经元和连接，这才支撑起我们复杂的思考和感觉能力。“过去，学界惯于把大脑皮层的形状与白质纤维的连接分开研究，忽视了二者耦合所蕴含的全局机制。”论文通讯作者、中国科学院自动化所研究员樊令仲说。
在这项研究中，科研人员利用高分辨率多模态磁共振成像技术，创造性地将皮层复杂的折叠形态分解为不同“频率”的几何模式，并描绘了主要白质纤维束在皮层表面的连接点分布。结果发现，皮层的几何模式可以非常准确地预测纤维束的连接分布，就像地形决定河流的走向。
“我们把这种可以精确测量的紧密配合关系称为‘白质纤维-皮层几何耦合’（TGC）。这种关系不仅非常稳定，还能像指纹一样区分不同个体。”樊令仲说，深入分析TGC发现，大脑结构的形成是“先天”与“后天”共同作用的结果。
樊令仲表示，这项研究为我们理解大脑如何通过“形状”与“连线”的协同工作来支撑认知和行为打开了新的大门。TGC指标有望成为评估儿童认知发育、早期预警精神疾病风险以及研发个性化诊疗策略的新工具。
（中国科学院自动化所供图）
