您听到的每一次蜂鸣声、音调和新的声音都会从耳朵传输到大脑中进行记录。但当您聆听连续的声音流时,大脑内部究竟发生了什么?奥胡斯大学和牛津大学发表在Advanced Science上的一项新研究表明,大脑不仅仅是记录声音:它会实时动态重塑自身组织结构,协调多个网络中脑电波的复杂互动。
这项由奥胡斯大学音乐与脑科学中心的Mattia Rosso博士和Leonardo Bonetti副教授与牛津大学合作主导的研究,引入了一种名为FREQ-NESS(基于频率解析的网络估算源分离法)的新型神经影像方法。该方法利用先进算法,根据不同脑网络的主导频率分离重叠的神经网络。一旦通过独特频率识别出某个网络,该方法便能追踪其在脑内空间中的传播路径。
"我们习惯将脑电波视为固定波段(α波、β波、γ波),并将大脑解剖结构看作不同区域的组合,"Rosso博士解释道。"但通过FREQ-NESS我们观测到的图景更为丰富。学界早已认知大脑活动通过不同频率进行组织,这些频率既受内部调节也受环境影响。基于此基本原理,我们开发的方法能精确解析各频率在大脑全域的表达模式。"
开启精准脑图谱测绘新纪元
FREQ-NESS的研发标志着科学家探索大脑大规模动态机制的突破性进展。与传统方法依赖预设频段或特定脑区不同,这种数据驱动的方法能以高光谱精度和空间分辨率绘制全脑内部组织结构。这为基础神经科学、脑机接口及临床诊断开辟了全新可能。
该研究为探索大脑节律结构如何塑造从音乐认知到普遍感知与注意力、乃至意识状态改变等功能的科研体系增添了重要实证。
"大脑不仅被动反应:它主动重构。现在我们能直接观测这个过程,"论文共同作者、奥胡斯大学音乐与脑科学中心及牛津大学幸福与人类繁荣研究中心的神经科学家Leonardo Bonetti教授强调。"这将彻底改变我们对大脑响应音乐及其他刺激(包括意识活动、心智游移和与外部世界的广泛交互)的研究范式。"
目前一个由国际神经科学家网络支持的大规模研究计划正在推进该方法的应用。Bonetti教授指出,由于FREQ-NESS在跨实验条件和跨数据集场景中均表现出高度可靠性,该方法或将为个体化脑图谱测绘铺平道路。
Story Source:
Materialsprovided byAarhus University. Original written by Vibe Bregendahl Noordeloos.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Mattia Rosso, Gemma Fernández‐Rubio, Peter Erik Keller, Elvira Brattico, Peter Vuust, Morten L Kringelbach, Leonardo Bonetti.FREQ‐NESS Reveals the Dynamic Reconfiguration of Frequency‐Resolved Brain Networks During Auditory Stimulation.Advanced Science, 2025; 12 (20) DOI:10.1002/advs.202413195
2025-07-02
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