据王菁介绍,灵长类动物的大脑皮层中信息处理单元呈现柱状结构,大脑由这些功能柱整齐排布而成。如果将大脑中不同的功能柱理解为一座座不同功能的“大厦”,神经连接就像“信息公路”将它们连接成网络。基于大脑网络,信息从感觉器官输入,在脑内传递和处理,最终产生记忆、情绪和行为。“因此理解大脑需要掌握大脑的‘交通图’。”
研究团队发明的新技术结合了激光刺激和磁共振功能成像,在1小时至2小时的扫描中即可获得脑网络的初步结果,更快速、更系统、更清晰地绘制出大脑的“交通图”,方便了研究全脑尺度各脑区的响应程度,从而了解信息的传递路径。
浙江大学系统神经与认知科学研究所研究助理、论文第一作者徐国华表示,“如果把大脑信息的传送看作是寄快递,现在我们的方法,已能够详细定位包裹发出和抵达的街道、楼层。”
“该方法可以被用于系统性地逐个刺激大脑皮层功能柱,从而全面地描绘灵长类亚毫米水平的神经连接组。”王菁介绍,这项新技术将为绘制高分辨率功能柱的全脑网络图奠定基础,推动大规模全脑功能网络研究。
相关研究成果已发表在《科学·进展》杂志上。
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