新的造影技術凸顯腦內連結與高智商的關聯

新穎且相對簡單的造影技術,顯示出個體腦內連結與智商的關聯。

 

編譯|Mumu Dylan

 

  近幾年來,科學家致力於研究大腦與人類行為(如智商和精神障礙)之間的關聯,設法繪製大腦各區域的連結,嘗試深入瞭解所謂的「神經網路體」(Connectome,或稱聯結體)。最近,劍橋大學和美國國立衛生研究院科學家領導的國際研究小組發表在《Neuron》期刊的研究指出,藉由分析核磁共振成像(MRI)採集的傳統腦部掃描,能夠繪製出大腦神經網路體的圖譜。而這種新穎且相對簡單的造影技術,也顯示出個體腦內連結與智商的關聯。

 

  研究團隊比較296名青春期受試者的腦內成像,接著再與另外124名受試者的腦內成像比較來驗證研究結果。團隊一開始使用傳統的3T核磁共振成像(3T MRI,3T代表磁場強度),直到後來劍橋大學裝設功能更強大的7T核磁共振成像,為科學家提供了更精準的人類大腦圖譜。

 

 

  傳統核磁共振成像掃描所提供的大腦單一圖像,可從中計算大腦的多種結構特徵。也就是說,每個大腦區域都能找到十多種不同的特徵。研究人員表示,如果區域之間具有相似特徵,它們就會被定義為「形態測量學的相似性」 (morphometric similarity),並假設兩者為腦內相互連結的網絡。

 

  藉由「形態測量學的相似性網路」(MSNs)科學家便可構建出一幅顯示「樞紐」(大腦不同區域之間的主要連結點)如何相互連結的集成圖像。他們發現「形態測量學的相似性網路」裡的腦內連結與更高級別的功能(如問題解決和語言能力)有關,也與智商息息相關。

 

「樞紐在大腦中傳遞信息,當這種聯繫越強時,大腦處理訊息的能力就越好。」

 

  劍橋大學博士候選人雅各‧賽德里茲(Jakob Seidlitz)解釋說:「我們發現高級別大腦區域的『樞紐集成』之間有明確連結。換句話說,它們與神經網路體的其他部分密切聯繫,也與個體的智商相關。樞紐在大腦中傳遞信息,當這種聯繫越強時,大腦處理訊息的能力就越好。」

 

  研究人員指出,儘管受試者的智商各不相同,但形態測量學的相似性網路就佔了差異的40%左右,而7T核磁共振成像所提供的高解析多模態數據,能解釋更大規模的個體差異。

 

  賽德里茲補充說:「但它還是無法告訴我們差異究竟從何而來,以及為何某些人的大腦比其他人具有更強的聯繫:是遺傳或後天教育培養嗎?在發育過程中,這些關聯又是如何增強或減弱?」

 

  劍橋大學精神病理學主任艾德‧布摩爾(Ed Bullmore)教授表明:「它讓我們離『以腦部掃描評估智商』的概念更進一步,而不是繼續依賴智商測驗。新的造影技術也能幫助我們更瞭解精神障礙的症狀與成因,例如焦慮、憂鬱症,甚至精神分裂症患者的大腦連結是如何出現分歧。」

 

 

圖片出處

yumikrum@flickrTom Blackwell@flickr

 

 

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