半球不相等大脑如何不对称

乍一看，人体看起来是对称的：两条手臂、两条腿、两只眼睛、两只耳朵，甚至鼻子和嘴巴似乎都镜像在分割大多数人脸的假想轴上。最后是大脑：它分为大小大致相同的两半，皱纹和凸起也遵循类似的模式。

但第一印象具有欺骗性：不同的大脑区域在左侧和右侧之间存在细微但功能相关的差异。这两个半球专门用于不同的功能。例如，大多数人的空间注意力主要在右半球处理，而语言主要在左半球处理。这样，工作可以更有效地分配到两半，从而总体上扩大了任务范围。

但这种所谓的偏侧化，即大脑区域更多地在左半球或右半球处理某些功能的趋势，因人而异。与大多数人相比，不仅是少数人的大脑是专门镜像倒置的。即使是具有经典排列大脑的人，其不对称性的明显程度也有所不同。

早期的研究表明，这反过来也会影响功能本身。例如，在阅读障碍中观察到某些语言区域缺乏左不对称性。脑侧化不足似乎也在精神分裂症和自闭症谱系障碍等疾病或儿童多动症中发挥作用。

然而，到目前为止，尚不清楚个体之间有多少大脑不对称变异是可遗传的，又有多少是由于不同的需求造成的?此外，猴子是否也存在类似的大脑不对称特征?

马克斯普朗克人类认知与脑科学研究所 (MPI CBS) 和 Forschungszentrum Juelich (FZJ) 的科学家们现在已经研究了功能梯度的不对称性，描述了大脑皮层中大脑功能的平滑变化轴。他们发现大脑左右两侧大脑区域的功能组织存在细微差异。

在左侧，涉及语言处理的区域与涉及视觉和感觉的区域最远。而在右侧，负责注意力和工作记忆的所谓额顶网络离这些感觉区域最远。

研究人员还发现，这些功能排列的个体差异是可遗传的，这意味着它们部分受遗传因素的影响。同时，人类大脑中的这种不对称性的很大一部分不能由遗传因素来解释。这意味着一些不对称性至少部分地受到人的经验的影响。

此外，研究小组发现，人类的大脑比猴子的大脑更加不对称。“观察到的功能不对称很可能反映了源自个人经历的遗传和非遗传效应的相互作用，”Bin Wan 博士解释说。MPI CBS 的学生和该研究的主要作者现在发表在eLife杂志上。事实上，在老年人中，他们观察到右向不对称性降低，这表明在整个生命周期中存在细微的变化。

“我们想了解为什么左右半球之间的细微差异与语言和注意力有关，并与各种发育障碍有关，”该研究负责人、MPI CBS 认知神经遗传学研究组 Sofie Valk 解释说。

“如果我们了解不对称的遗传性，这将是了解遗传和环境因素在塑造这种特征中的作用的第一步。当左右之间的差异为不安。”

研究人员使用两个数据库调查了这些联系，一个包含人类大脑扫描，包括双胞胎，另一个包含 19 只猕猴的大脑扫描。通过比较同卵双胞胎、异卵双胞胎和无关个体，他们能够确定兄弟姐妹之间的差异，因此，哪些不是由基因决定的，而是由环境影响决定的。

反过来，与猕猴的比较清楚地表明了人类和猴子之间的差异在哪里以及哪些是通过进化产生的。科学家们借助所谓的低维功能性大脑连接组织计算了这些差异。这揭示了不同大脑区域可以协同工作的程度。研究人员计算了每个半球的这种组织特征，然后通过从左减去右来计算不对称指数。

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