通過(guò)關(guān)注神經(jīng)元之間的互動(dòng)，研究人員已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)很多關(guān)于我們大腦運(yùn)作方式的信息。然而，一項(xiàng)新的研究將其放大了一些，并發(fā)現(xiàn)了更大的漩渦模式，似乎有助于大腦在不同區(qū)域的自我組織。

僅在過(guò)去的幾年里，研究大腦的電活動(dòng)就導(dǎo)致了一些相當(dāng)令人印象深刻的結(jié)果。我們已經(jīng)看到了關(guān)于大腦形狀如何影響其功能的新思維；通過(guò)磁刺激大腦的某些部分來(lái)對(duì)抗抑郁癥的方法；以及一種可以使大腦學(xué)習(xí)速度比正常情況快三倍的方法。

但是，這些研究背后的大部分科學(xué)都集中在神經(jīng)元之間共享的電脈沖，有點(diǎn)像線性模式--很像觀察在不同方向流動(dòng)的高速公路上的電氣交通。澳大利亞悉尼大學(xué)和中國(guó)上海復(fù)旦大學(xué)的研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，在我們的大腦皮層，即大腦外層，存在著更大的電活動(dòng)漩渦模式。繼續(xù)比喻，這些就像高速公路上方空氣中的風(fēng)流。

研究小組通過(guò)研究100名年輕成年人的fMRI大腦掃描，發(fā)現(xiàn)了這些類似漩渦的模式。

高級(jí)作者、美國(guó)副教授Pulin Gong說(shuō)："這些螺旋圖案表現(xiàn)出錯(cuò)綜復(fù)雜的動(dòng)態(tài)，在大腦表面移動(dòng)，同時(shí)圍繞被稱為相位奇點(diǎn)的中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。與湍流中的渦流作用一樣，螺旋形參與了復(fù)雜的互動(dòng)，在組織大腦的復(fù)雜活動(dòng)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。"

研究的主要作者和博士生Yiben Xu說(shuō)，隨著漩渦的流動(dòng)和方向的改變，這種組織可能采取不同專門腦區(qū)之間的信息傳輸形式。在大腦皮層發(fā)現(xiàn)這些漩渦的事實(shí)很有意義，因?yàn)槟鞘谴竽X中執(zhí)行一些關(guān)鍵功能的區(qū)域，包括注意力、語(yǔ)言、記憶和感知。

Xu說(shuō)："這些大腦螺旋的一個(gè)關(guān)鍵特征是，它們經(jīng)常出現(xiàn)在分隔大腦中不同功能網(wǎng)絡(luò)的邊界處。通過(guò)它們的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它們有效地協(xié)調(diào)這些網(wǎng)絡(luò)之間的活動(dòng)流。在我們的研究中，我們觀察到這些相互作用的腦螺旋允許在涉及自然語(yǔ)言處理和工作記憶的各種任務(wù)中靈活地重新配置大腦活動(dòng)，它們通過(guò)改變其旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)。"

研究人員認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)不僅將使我們更好地了解我們的大腦是如何運(yùn)作的，以及如何與像癡呆癥這樣的疾病合作，而且可能有助于增強(qiáng)基于我們大腦處理數(shù)據(jù)方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

Gong說(shuō)："多個(gè)共存的螺旋體之間錯(cuò)綜復(fù)雜的相互作用可以使神經(jīng)計(jì)算以分布式和并行的方式進(jìn)行，從而帶來(lái)顯著的計(jì)算效率提升。"

這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《自然-人類行為》雜志上。