據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)認(rèn)知腦成像中心（CCBI）的科學(xué)家首次采用了一種新的組合神經(jīng)成像方法，能夠確切發(fā)現(xiàn)人類大腦是如何適應(yīng)損傷的。發(fā)表在《大腦皮質(zhì)》雜志上的相關(guān)研究報告顯示，當(dāng)一個大腦區(qū)域的功能喪失時，備用的次要大腦區(qū)域就會立即活化起來，取代不能工作的大腦區(qū)域以及它的“同盟者”。
CCBI主任馬賽爾·賈斯特表示，人類大腦的一種特殊能力就是適應(yīng)多種類型的損傷，如創(chuàng)傷性腦損傷和中風(fēng)等，使得人們的大腦能在關(guān)鍵的腦區(qū)域受傷后，繼續(xù)維持工作。而這也提示了人類如何能通過訓(xùn)練自己的大腦，使其變得更易于恢復(fù)。秘密就在于開發(fā)替代性的思維模式，令自己的大腦成為全能選手，以備不時之需。
研究人員借助功能性磁共振成像（fMRI）技術(shù)，研究了16個健康成人的大腦將如何適應(yīng)暫時性的韋尼克區(qū)失效，該區(qū)域是大腦涉及語言理解的關(guān)鍵區(qū)域。他們在fMRI掃描的中間區(qū)域應(yīng)用了經(jīng)顱磁刺激（TMS）方法，來短暫中斷受試者韋尼克區(qū)的正常工作。在進(jìn)行磁共振成像掃描時，科學(xué)家會分別在TMS實(shí)施之前、之中和之后對受試者進(jìn)行有關(guān)句子理解的測試。
研究團(tuán)隊(duì)在刺激韋尼克區(qū)后即刻測量了大腦的活動變化。結(jié)果顯示，隨著TMS的應(yīng)用，韋尼克區(qū)的大腦活動明顯減弱，但作為“后備”的次要大腦區(qū)域卻被立即激活，并相互協(xié)調(diào)，支持個人的思考過程繼續(xù)，而不會影響大腦對于句子理解的表現(xiàn)。這些“后備”區(qū)域包括對側(cè)區(qū)域、緊鄰受損區(qū)域的大腦區(qū)域和正面的執(zhí)行區(qū)域。前兩種備用區(qū)域具有與受損的韋尼克區(qū)相似的大腦功能，但在效能上要差得多；而第三種區(qū)域則發(fā)揮了戰(zhàn)略性的作用。
此外，由于思考本身就是一個聯(lián)網(wǎng)的功能，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的一點(diǎn)受到損害時，鄰近的其他區(qū)域也會隨之受損。“人們在思考時會涉及多個腦部區(qū)域，而非單獨(dú)一個大腦區(qū)域。”賈斯特說。在停止實(shí)施TMS后，大腦受傷區(qū)域及其附近區(qū)域會逐漸恢復(fù)至其最初的活動水平，而“后備”區(qū)域也將繼續(xù)工作，這就意味著，在一段時間內(nèi)，會有兩個皮質(zhì)小組同時作業(yè)，這也就解釋了為何有時TMS反而能提升大腦的效能。