当我们说某人头脑敏捷时,这可能部分要归功于我们的小脑,科学家将人的大脑与猕猴的大脑进行分析。高分辨率成像显示人类小脑占皮层面积的80%,表明它随着人类行为和认知的发展而增长。
小脑被拉丁语翻译称为“小脑”,位于靠近脑干的位置,并位于后脑的皮质下。但是,圣地亚哥州立大学的最新研究使“小”这个定语受到了质疑。
小脑扮演着多种角色,为我们的五种感官以及疼痛、运动、思想和情感做出了贡献。
它本质上是一块平坦的薄片,可折叠成几百折,使体积紧凑,约为大脑皮层体积的八分之一。由于这个原因,小脑的表面积被认为比大脑皮层的表面积小得多。
但近期,通过使用超高视场扫描大脑并使用定制软件处理所得图像,SDSU神经影像专家发现紧密堆积的褶皱实际上包含的表面积等于大脑皮层表面积的80%。相比之下,猕猴的小脑约为其皮层大小的30%。
SDSU MRI影像中心的心理学教授,认知神经科学家马丁·塞雷诺(Martin Sereno)表示:“它具有如此大的表面积,这证明了人类行为和认知的独特发展。” “它的扩展很大,以至于折叠模式非常复杂。”
Sereno与来自英国,荷兰和加拿大的成像和小脑专家合作,使用了专业软件,以计算方式重建了小脑的折叠表面。该软件还可以展开和展平小脑皮层,以便将其可视化到每个单独的叶片的水平或像折叠一样的薄叶。
塞雷诺(Sereno)是脑成像的先驱,他揭示了大脑中的视觉图谱,他发现,当小脑完全展开时,它会形成一个奇怪的“绉纱”,宽4英寸,长3英尺。研究结果发表在近期的PNAS(美国国家科学院院刊)上。
塞雷诺说:“直到现在,我们对它的外观还只有粗略的模型。” “我们现在有了小脑的完整地图或表面表示,就地图软件上城市,县和州一样。”
先前的研究发现,尽管皮质和小脑之间有许多相似之处,但有一个关键区别。在大脑皮层中,代表身体不同部位的区域大致被有序排列。但是在小脑中,它们被随机放置。
塞雷诺解释说:“像是拼图,你会得到一小块嘴唇,紧挨着肩膀或脸的一部分,但整体就像乱七八糟的拼图一样。”
“令人惊讶的是,小脑的认知部分可能存在“断裂的躯体解剖”类似物,可以帮助支持高度复杂,复杂的认知功能,例如语言或抽象推理。”
“当您想到撰写科学论文或解释一个概念所需的认知时,您必须从许多不同的来源获取信息。这就是小脑的建立方式。”
直到现在,小脑还被认为主要参与基本功能,例如运动,但是随着时间的推移,它的扩展以及来自参与认知的皮层区域的新输入表明,它还可以处理高级概念,例如数学方程式。
“现在,我们有了人类小脑的第一张高分辨率图像,研究人员有很多可能性可以开始从大脑皮层的许多不同部位开始填充一定的复杂输入,这些输入来自大脑皮层的许多不同部分”
如,最近有一些证据表明遭受小脑损害的人难以处理情绪。这就是部分信息损伤造成的。
塞雷诺说:“小脑各种行为的中枢” “映射小脑将是未来十年有趣的新领域。”