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原標(biāo)題：網(wǎng)絡(luò)控制理論模擬大腦動(dòng)態(tài)進(jìn)程 為大腦控制能量提供生理解釋

近日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校心理學(xué)系特任研究員何曉松等通過(guò)將單側(cè)顳葉癲癇作為損傷模型，結(jié)合彌散加權(quán)成像和正電子發(fā)射斷層掃描等多模態(tài)影像技術(shù)，揭示了單側(cè)顳葉癲癇患者大腦中控制能量消耗異常與葡萄糖代謝異常的關(guān)聯(lián)，為網(wǎng)絡(luò)控制理論在心理學(xué)和腦科學(xué)研究中的應(yīng)用提供了潛在的生理基礎(chǔ)。研究成果日前發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。

作為重量占比僅2%的人體器官，大腦需要消耗超過(guò)人體日均能耗20%的能量以驅(qū)動(dòng)其動(dòng)態(tài)活動(dòng)，行使日常功能。那么，這種生物學(xué)形式的能量消耗，如葡萄糖代謝，是否與工程學(xué)意義上的“控制能量”存在聯(lián)系？

為了回答這個(gè)問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)基于顳葉癲癇患者和健康人群對(duì)照的大腦結(jié)構(gòu)連接網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制理論模擬了兩種具有代表性的大腦動(dòng)態(tài)進(jìn)程，并估算了這些進(jìn)程中大腦所需消耗的控制能量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者在模擬邊緣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（癲癇發(fā)作和傳播的核心區(qū)域）激活過(guò)程中所需消耗的控制能量顯著高于健康對(duì)照組，并且這種能效異常與患者致癇灶的偏側(cè)化高度一致。在患側(cè)海馬、杏仁核等7個(gè)邊緣系統(tǒng)腦區(qū)，患者大腦需要消耗更多的控制能量以維系預(yù)定的大腦動(dòng)態(tài)進(jìn)程。

通過(guò)正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)這些腦區(qū)的基線葡萄糖代謝水平與控制能量消耗水平呈負(fù)相關(guān)。這意味著，想要達(dá)到同等激活水平，更低的代謝基線可能會(huì)帶來(lái)更高的能量需求。

這次的研究首次為大腦“控制能量”提供了潛在的生理性解釋，也為網(wǎng)絡(luò)控制理論在心理學(xué)和腦科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。（記者吳長(zhǎng)鋒）

(責(zé)編：趙竹青、陳鍵)關(guān)注公眾號(hào)：人民網(wǎng)財(cái)經(jīng)

關(guān)鍵詞： 控制理論