Published on June 1, 2005 at 8:18 PM
使用新發布的方法,分析功能磁共振成像(fMRI ),美國西北大學的研究人員已經證實,大腦的不同部位之間的互連是動態的,不是一成不變的。這與其他調查結果回答了有關如何大腦網絡運作,以解決不同的認知任務的長期辯論。他們是在當前(6月1日) 神經科學雜誌“的問題。
同樣重要的是,研究人員發現的大腦區域,進行信息集成轉向科目執行的任務而定。在這項研究中,受試者被分配兩種語言任務。在這兩個,受試者被要求讀單個的單詞,然後拼寫或押韻的判決。
“大里碧潭,”一個在押韻和拼寫的語言網絡的有效連接內波動的主要作者,說:“我們發現,一個網絡需要不同配置的目標任務。”
一個在通訊科學和紊亂部門博士後研究員,碧潭副教授詹姆斯展位同一部門和M - Marsel Mesulam,認知神經和阿爾茨海默氏病中心在西北大學 Feinberg醫學院的主任工作。
Mesulam,誰是最早的科學家預測範圍內相互連接的大腦網絡的銜接地帶的存在,說,這項研究提出了“日期”的動態有效連接的最清晰和最有力的證據。
為了更好地了解動態的有效連接,Mesulam比較大腦網絡連接一個城市的不同地區的公路網絡。這條公路是靜態的。無論多麼沉重的交通負荷,它總是有相同數量的車道。在大腦中,是一個動態的變化,允許一定的途徑,以優先促進一個給定的認知任務的要求。影響大腦高速公路補充說:“通道”,以適應特定任務的要求。
根據任務的目標 - 是否受試者被要求作出判決或一個語音(押韻)的判斷 - 西北大學研究人員發現,網絡中的不同聚集區任務涉及字形(拼寫)。
“的存在和銜接區域的身份 - 來自多個源的信息在大腦中滿足在哪些領域 - 已辯論,因為他們在20世紀後期提出的,說:”碧潭。 “現在,隨著新的技術來分析大腦成像數據,我們可以檢查不同的大腦區域,在任何認知任務所需的網絡所發揮的特殊作用,這些技術研究的有效連接,使我們能夠了解大腦是如何改變其互聯互通在手頭的任務。“
西北的研究人員也提出解釋每一個大腦區域的作用,因為它在一個複雜的網絡交互,實現特定的認知目標。
常規方法分析fMRI數據,這只能說明大腦區域是活躍在一個給定的任務,顯示了兩個大腦區域,特別是積極研究的每一項任務:外側顳葉皮層(LTC)的押韻的任務和內溝(IPS)的拼寫任務。
除了特定任務的地區,額下回(IFG)和梭狀回(FG)的人從事這兩項任務。動態因果模型,新方法研究大腦區域之間的影響,表示每個任務的優先加強的影響,融合任務的特定區域(LTC為押韻,IPS的拼寫)。這一發現表明,任務的特定區域的聚集區,從大腦的其他部分整合信息服務。
結果還顯示,任務之間切換 - 在押韻和拼寫之間的這種情況下 - ,導致 IFG對特定區域的任務的影響變化。這一發現表明,IFG起著舉足輕重的作用,在“製造”任務的特定區域或多或少敏感,根據不同的任務。
“以往的研究表明,空腹血糖受損是活躍在許多不同的語言任務和建議,IFG的不僅是在整合過程中,也涉及在大腦的其他區域控制,”碧潭說。 “我們的研究證實 IFG的調節大腦的其他區域中的作用。,然而,與此相反,它表明,主要是在特定任務的地區一體化進程。”
“localizationist”的做法在19世紀和20世紀初,科學家們推測,離散的大腦區域與特定的語言和記憶功能有關。到20世紀末,一個“聯結”的觀點,強調了互聯網絡的重要性成為共識。
有效地設置在“神經科學雜誌”中提出的研究進一步發展的階段,在我們的神經科學的理解。在他們的文章中,西北大學的科學家提供的不同的認知目標是從不同的大腦區域之間的相互作用實現的方式證據。
除了 碧潭,展位和Mesulam,文章合著者珍蔡和道格拉斯緬西北大學通訊科學和紊亂部門和Darren Gitelman neuology在西北大學Feinberg醫學院副教授。
http://www.northwestern.edu/
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