大脑不是对称的——研究人员揭示了关于大脑的新见解

乍一看，人的身体似乎是对称的:两条胳膊，两条腿，两只眼睛，两只耳朵，甚至鼻子和嘴巴似乎都反映在一个想象的轴上，这条轴将大多数人的脸分开。最后，大脑被分成两个几乎相等大小的部分，凹槽和凸起遵循类似的模式。然而，最初的印象是有误导性的，因为不同大脑区域的左右脑之间存在着微小的、功能相关的差异。这两个半球有不同的功能专门化。例如，大多数人处理语言主要在他们的左脑，而空间注意力主要在他们的右脑。这样，工作就可以更有效地分配给双方，任务的总体范围也扩大了。 

然而，这种所谓的偏侧化，即大脑区域处理某些功能的倾向更多地位于左脑或右脑，因人而异。这不仅仅是少数人的大脑与大多数人相比是镜像倒置的。即使是拥有经典大脑结构的人也有不同程度的不对称。先前的研究表明，这反过来可能会对功能本身产生影响。

例如，阅读障碍的特征是在某些语言区域缺乏左不对称。不充分的大脑偏侧化也可能导致精神分裂症、自闭症谱系障碍和儿童多动症等疾病。

然而，直到现在，人们还不清楚个体间大脑不对称的差异有多少是遗传的，有多少是由不同的需求引起的。此外，类似的大脑不对称特征是否也存在于猴子身上?    

马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所(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，描述了大脑功能在皮层的平滑变化轴。他们发现，左右脑区域的功能组织存在微妙的变化。在左侧，涉及语言处理的区域距离涉及视觉和感觉的区域最远。

而在大脑右侧，负责注意力和工作记忆的所谓额顶神经网络距离这些感觉区域最远。研究人员还发现，这些功能安排的个体差异是可遗传的，这意味着它们在一定程度上受到遗传因素的影响。与此同时，人类大脑中这种不对称的很大一部分不能用遗传因素来解释。这意味着某种不对称至少在一定程度上受到了个人经历的影响。

此外，研究小组发现，人类的大脑比猴子的大脑更不对称。“观察到的功能不对称很可能反映了来自个人经历的遗传和非遗传影响的相互作用，”MPI CBS的博士生Bin Wan解释说，他是最近发表在《eLife》杂志上的这项研究的主要作者。事实上，在老年人中，他们观察到右不对称减少了，这表明在整个生命周期中存在微妙的变化。

“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，”该研究的负责人、MPI CBS的认知神经遗传学研究小组的Sofie Valk解释说。“如果我们了解了这种不对称的遗传性，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。”我们也许最终能够弄清楚，当左右的差异被干扰时，哪里出了问题。”

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

反过来，通过与猕猴的比较，人类和猴子之间的差异在哪里，以及哪些是在进化过程中产生的。科学家们通过所谓的低维功能性大脑连接组织计算出了这些差异。这揭示了不同大脑区域协同工作的程度。研究人员计算了每个脑半球的这种组织特征，然后通过从左到右相减来计算不对称指数。