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【自然杂志的科技进展科普文章】大脑网络的探索进程(二)
关键词:人与猴大脑功能;大脑与老年痴呆;大脑网络与互联网及宇宙网络的相似性;爱因斯坦大脑;网络的网络;挑战性课题
基金项目:国家自然科学基金资助项目:Nos.61174151、60874087;中国原子能研究院基金项目: YZ2011-20.
随着现代科技的突飞猛进,尤其是近些年来,脑造影技术的进步,使人们能够在系统层次上探索人类大脑网络的奥秘,其中弥散张量成像技术是一种核磁共振成像技术,是能无创检测大脑白质纤维连接的成像方式,现代新技术一改长期必须对动物或对尸体进行解剖才能了解大脑的困境,出现了令人可喜的进展,提出了新的思考和挑战性问题。
1.大脑网络的拓扑特性的时频映象
大脑网络探索的新进展表现在利用扩散张量成像新技术,测得能够更精确反映大脑视觉的时频映象的数据,进而分析比较了随机与规则网络不同组态下的大脑功能网络的时频的不同特点[1],如图1-3所示在不同时刻和频率下大脑网络的特性及模块的拓扑图,分布很不均匀,差异很大。数据显示:大脑影像数据在时间和空间上是不同的,且大脑连接图随时间和频率在动态变化,具有维持大脑功能的小世界特性结构的自适应能力。进而揭示大脑网络具有非随机模块化组织和后恢复模块的功能的重大作用。这个模块位形可能在大标度大脑活性的整合(集成)中发挥关键作用和在大脑的认知过程中促进脑系统的协调。
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