eLife：最详细的大脑记忆中枢地图发现了连接之谜

　　

   

   

图片:人类大脑“接线图”的高分辨率图像，揭示了与海马体的连接    

图片来源:Marshall Dalton/悉尼大学

澳大利亚科学家绘制了迄今为止最详细的海马体(大脑的记忆控制中心)与大脑其他部分之间的通信联系地图。它可能会改变我们对人类记忆的看法。

悉尼大学心理学院研究员马歇尔·道尔顿博士说:“我们惊讶地发现，海马体和额叶皮层区域之间的联系更少，而与早期视觉处理区域的联系比我们预期的要多。”“尽管如此，考虑到海马体不仅在记忆中发挥重要作用，而且在想象力和我们在脑海中构建心理图像的能力方面也发挥着重要作用，这是有道理的。”

海马体是一个类似海马的复杂结构，隐藏在大脑深处。作为大脑的重要组成部分，它对记忆的形成非常重要，在记忆从短期存储到长期存储的转移中起着关键作用。但它也在导航、想象虚构或未来的经历、在脑海中创造场景的心理意象，甚至在视觉感知和决策方面发挥作用。

这个由Dalton博士领导的团队，包括悉尼大学大脑与思维中心的Arkiev D’souza博士、Jinglei Lv博士和Fernando Calamante教授，依靠的是为人类连接组项目(HCP)创建的神经成像数据库中的核磁共振扫描，HCP是由美国国立卫生研究院领导的一个研究联盟。

他们使用自己开发的定制技术处理现有的HCP数据。这使得他们能够追踪大脑各个角落的连接，直到海马体的终止点——这在人类大脑中是从未完成过的。

迄今为止最详细的地图  

道尔顿博士说:“我们所做的是对白质通道进行更详细的观察，白质通道本质上是大脑不同区域之间交流的高速公路。”“我们开发了一种新的方法，使我们能够绘制海马体与大脑外层皮层地幔的连接方式，但以一种非常详细的方式。

“我们已经创建了一个非常详细的连接海马体和大脑其他部分的白质路径地图。它本质上是与海马体直接相连的大脑区域的路线图，支持其在记忆形成中的重要作用。”

以前对人类海马体的核磁共振研究固有的技术限制意味着只能在非常宽泛的范围内可视化其连接。“但我们现在开发了一种量身定制的方法，使我们能够确认海马体中不同皮层区域的连接位置。这在人类大脑中是前所未有的。”道尔顿博士说。

意想不到的结果  

该团队很高兴他们的结果与过去几十年海外研究的数据基本一致，这些研究依赖于对灵长类动物大脑的死后研究。然而，悉尼大学的研究小组发现，海马体和一些大脑区域之间的连接数量要么比预期的要低(在额叶皮层区域)，要么比预期的要高(在视觉处理区域)。

这可能表明，尽管随着人类的进化，一些通路是保守的，但人类的大脑可能也发展出了不同于其他灵长类动物的独特的连接模式。需要进一步的研究来更详细地梳理这一点。

这些连通性上的差异可能只是MRI技术的一个局限性——也可能是真的。例如，它们可能有助于解释为什么我们的一些灵长类表亲——尤其是黑猩猩——在某些记忆任务上比人类做得更好，尤其是那些依赖短期记忆的人。黑猩猩在涉及一种被称为博弈论的数学形式的认知任务上胜过人类，这种数学依赖于短期记忆、模式识别和快速视觉评估。

道尔顿博士沉思道:“虽然我们已经实现了人类海马体的高分辨率映射，但在非人类灵长类动物(它们可以看到细胞层面的东西)上进行的呼吸道追踪方法，能够看到比MRI所能识别的更多的连接。”

“也有可能是，人类海马体与额叶区域的连接数量确实比我们预期的要少，而与大脑视觉区域的连接数量却更大。”随着新大脑皮层的扩展，也许人类进化出了不同的连接模式，以促进人类特有的记忆和视觉功能，反过来，这可能会巩固人类的创造力。

“这有点令人困惑——我们就是不知道。但我们喜欢谜题，会继续调查。”

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New insights into anatomical connectivity along the anterior–posterior axis of the human hippocampus using in vivo quantitative fibre tracking