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本研究聚焦于手偏好（Handedness）与大脑功能连接（Functional connectivity）的关联，探讨不同代际间大脑-手偏好关联的差异，揭示了测量方式及测量时点对研究结果的重要影响，为未来神经影像学研究提供了新的视角和方法。
在日常生活中，人们习惯用左手还是右手似乎是一个简单的问题，但其背后隐藏着复杂的神经机制。以往研究多将手偏好简化为二元对立的左右手，忽略了不同活动下手偏好表现的多样性，也未充分考虑环境因素和代际差异对大脑-手偏好关联的影响。为了深入探究这一问题，耶鲁大学的研究人员开展了相关研究，利用人类连接组计划（Human Connectome Project, HCP）的两个大型数据集——发育数据集（HCP-D）和衰老数据集（HCP-A），分析了不同年龄阶段人群的静息态功能磁共振成像（Resting-state fMRI）数据与手偏好之间的关系。研究结果表明，大脑-手偏好关联在不同代际间存在显著差异，且这种差异取决于测量手偏好的方式和时间。该研究为理解大脑偏侧性与手偏好之间的复杂关系提供了新的见解，强调了在神经影像学研究中应考虑测量方式和环境因素的重要性，论文发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：利用人类连接组计划的数据集获取静息态功能磁共振成像（Resting-state fMRI）数据；通过Edinburgh Handedness Inventory问卷评估手偏好；运用网络基础统计（Network-Based Statistics, NBS）分析大脑功能连接差异；计算效应量（Effect sizes）以比较不同测量方式下的大脑-手偏好关联差异。
研究背景与问题提出
手偏好，即人们倾向于使用左手还是右手，是一种普遍且复杂的现象。以往研究已发现左右手偏好者在大脑语言、运动和感觉网络等方面存在差异，但这些研究多将手偏好视为二元对立的属性，忽略了其在不同活动中的多样性表现。例如，一个人可能习惯用右手写字，却用左手投球。此外，随着时代变迁，不同代际的人群生活在不同的环境中，手的使用方式也在发生变化，如从书写信件到发送短信，这些变化可能影响大脑与手偏好之间的关联。因此，研究大脑与手偏好之间的关系需要考虑测量方式和测量时点的差异。
研究方法与实验设计
研究人员利用人类连接组计划（HCP）的两个数据集——发育数据集（HCP-D，包含465名5至21岁的参与者）和衰老数据集（HCP-A，包含368名36至100岁的参与者），分析了静息态功能磁共振成像（Resting-state fMRI）数据与手偏好之间的关系。手偏好通过Edinburgh Handedness Inventory问卷的9个项目（如写字、投球、使用剪刀等）进行评估，参与者根据自己的习惯用手情况在5点Likert量表上进行评分。研究人员首先计算了这些手偏好项目之间的相关性，以评估不同活动下手偏好的一致性。然后，利用网络基础统计（NBS）分析方法，识别与手偏好显著相关的脑功能连接网络，并计算效应量以比较不同测量方式下的大脑-手偏好关联差异。
研究结果
行为学相关性
在HCP-D和HCP-A两个数据集中，大多数手偏好项目之间存在显著相关性，表明不同活动下手偏好的一致性。然而，某些项目（如扫地）与其他项目的相关性较低，提示并非所有手偏好项目都具有同等的代表性。此外，将每个手偏好项目与总分（扣除该项目得分）进行相关性分析，结果显示，两个数据集中手偏好总分与各个项目得分之间的相关性较为一致，但HCP-A数据集的相关性略高于HCP-D数据集。
大脑-手偏好关联
在HCP-D数据集中，5.5%的脑功能连接边缘（edges）在右撇子组和左撇子组之间存在显著差异（p<0.05，校正后），而在HCP-A数据集中，这一比例为4.39%。左撇子组在两个数据集中分别有6.27%和4.96%的边缘存在显著差异。这些差异广泛分布于大脑的各个节点和经典脑网络中。值得注意的是，小脑在两个数据集的分析中均表现出显著的差异，且HCP-D数据集中与手偏好相关的边缘和节点在小脑中的比例高于HCP-A数据集。此外，左撇子组在两个数据集中运动网络内的边缘连接比例均高于右撇子组。
不同代际间大脑-手偏好关联的差异
通过比较两个数据集之间的大脑-手偏好关联差异，研究人员发现，基于手偏好总分的分析结果显示，两个数据集之间有12.5%的边缘存在显著差异。这些差异广泛分布于大脑后部区域，尤其是在小脑中，有25.77%的差异边缘位于小脑。此外，对于个别手偏好项目（如写字、投球等），两个数据集之间的差异边缘比例也有所不同，其中写字项目的差异边缘比例最高，为14.2%，而打开盒子和扫地项目的差异边缘比例较低，分别为6.31%和3.87%。
效应量分析
效应量分析结果显示，HCP-A数据集中手偏好的效应量分布比HCP-D数据集更宽，表明HCP-A数据集中手偏好的效应量更大。此外，对于每个手偏好项目，两个数据集之间的效应量分布也存在显著差异。这些结果进一步证实了不同代际间大脑-手偏好关联的差异。
研究结论与讨论
本研究通过分析人类连接组计划的两个大型数据集，揭示了大脑-手偏好关联在不同代际间存在显著差异，且这种差异取决于测量手偏好的方式和时间。研究结果表明，手偏好并非一个简单的二元对立属性，而是受到多种因素的影响，包括环境因素、神经发育和代际差异。这些发现为理解大脑偏侧性与手偏好之间的复杂关系提供了新的见解，并强调了在神经影像学研究中应考虑测量方式和环境因素的重要性。未来的研究可以进一步探讨文化差异、个体发育轨迹以及特定任务下手偏好与大脑功能连接之间的关系，以更全面地理解这一复杂现象。
