大脑也有指纹？
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在17世纪，意大利生物学家Marce Marby观察到每个人的指尖上都有独特的脊和汗腺。从那以后，指纹成为了一种用来识别个人身份的技术。直到现在，这项技术仍然被广泛使用，指纹识别的概念也被扩展到其他生物识别领域，如录音和视网膜扫描。
就在几年前，耶鲁大学的神经科学家发现，每个人的大脑都有自己独特的大脑“指纹”。他们发现，通过比较相隔几天的对象的MRI扫描，他们可以识别给定对象的两次扫描，准确率接近95%。换句话说，他们可以根据大脑指纹准确地识别一个人。
然而，与指纹不同，大脑指纹会随着时间而变化，这种可识别性的时间尺度在很大程度上仍未被探索。在《科学进展》杂志上发表的一项新研究中，研究人员发现，识别大脑的独特指纹只需100秒。
现在，从人脑的连接组数据中提取“指纹”已经成为神经科学的新前沿。Enrico Amico是洛桑EPFL的计算神经科学家。得知耶鲁大学研究人员的发现后，他大为震惊，决定将这一发现向前推进。
在之前的研究中，神经科学家通过长时间进行的两次核磁共振扫描，实现了大脑指纹的确定。但是Amico想知道，有没有可能这些指纹实际上是在五秒钟之后出现的？还是不同脑区的指纹出现在不同的时间点？
没有人知道这些问题的答案。因此，Amico团队决定测试不同的时间尺度，看看会发生什么。
在新的研究中，他们检查了大脑内部的网络和连接，特别是不同区域之间的连接。他们主要是利用核磁共振扫描来测量特定时间段内的大脑活动，然后对扫描结果进行处理，生成以彩色矩阵形式呈现的图表，这些图表概括了受试者的大脑活动情况。科学家需要的所有信息都隐藏在这些图表中，这些图表通常被称为“功能性大脑连接组”。
这种类型的建模技术在科学界被称为网络神经科学或大脑连接组学。组是神经网络的映射。本质上，它们只是一系列相关的值。从这些相互联系的群体中，科学家可以知道受试者在核磁共振扫描期间正在做什么，例如他们是在休息还是在执行其他任务。
在新的研究中，连接组数据将根据正在进行的活动以及大脑的哪一部分正在被使用而变化。Amico说，“我们意识到，展开一个大脑指纹所需的信息可以在很短的时间内获得。”结果表明，虽然几秒钟不足以检测出有用的数据，但大约1分40秒就足以获得这些大脑指纹。
此外，他们还发现，连接组指纹的不同部分具有不同的时间尺度。最快的大脑指纹开始出现在大脑的感觉区域，尤其是与眼球运动、视觉感知和视觉注意力相关的区域。随着时间的推移，与更复杂的认知功能相关的额叶皮层区域也开始显示出独特的信息。
接下来，研究人员将比较健康人和阿尔茨海默病患者的大脑指纹。据初步分析，研究人员发现，大脑指纹的独特特征似乎会随着疾病的发展而稳步消失，根据其连接的群体来识别人将变得越来越困难。似乎老年痴呆症患者已经失去了他们的大脑指纹。
可以说，这项研究帮助我们朝着理解人类大脑的独特性又迈进了一小步，研究人员认为这一进展有望创造无限的机会。研究人员表示，这一发现的潜在应用可能包括早期检测大脑指纹消失的神经系统疾病，这可能有助于治疗自闭症患者、中风患者，甚至吸毒者。
