澳大新語 • 2022 UMAGAZINE 26 20 封面專題 • COVER STORY 在探索階段，其中一大困難是要識別不同動物的哪些 腦部區域具有「同源性」（即從同一個結構演化而 來），另一挑戰是要依據連接屬性的差異劃定這些同 源區域之間的邊界。 語言能力的演化 袁教授的團隊近年在腦網絡圖譜研究方面有不少突 破，邁向繪製全腦層面的腦網絡圖譜的目標。在一 個研究項目中，他們分析了人類與獼猴腦部的布羅卡 區，從而了解兩者神經細胞之間的物理連接（結構連 接）有何異同。 布羅卡區與語言生成息息相關，位於腦部的前額葉皮 質，分為三角部和鳥蓋部這兩部分，得名於19世紀法 國醫生、神經學家兼解剖學家保羅．布羅卡。布羅卡 當年遇到兩名病人，他們都在前額受傷後失去說話能 力，但仍能聽懂別人說話。當時不少學者認為腦部功 能沒有明顯的區域之分，但布羅卡深入研究後提出不 同腦區域有不同功能，這個觀念後來被稱為「腦部功 能定位」，深刻影響腦科學的發展。 當兩個物種的某些部分有共同的進化起源時，這些部 分就是「同源」。袁教授的團隊從公開數據庫收集了 人類與獼猴腦部的磁共振影像後，利用23對同源神經 纖維束，構建出人類與獼猴布羅卡區域在3D立體像素 （體素）層面的同源映射關係。 他們接著分析了人類與獼猴的同源位點的結構連接， 發現兩者在三角部的差異較大、在鳥蓋部的差異較 少，因此推論三角部很可能是靈長類動物進化時較為 活躍的區域。研究團隊還發現，無論是人類還是獼 猴，不同個體之間的同源位點在三角部的連接差異較 大、在鳥蓋部的差異較少。 袁教授也指出，左腦和右腦的形態學特徵、連接和功能 均有一定差異，這種現象名為「半球不對稱性」或「半 球偏側化」。研究團隊發現，無論人類還是獼猴，他們 三角部的大腦連接的半球偏側化程度相對較小，在鳥蓋 部相對較高。 此外，他們發現人類與獼猴和背側語言處理通路（即與 語言生成相關的神經纖維束）的關聯性差異較大，和腹 側語言處理通路（即與語言理解相關的神經纖維束）的 關聯性差異則較小。袁教授說：「這些發現能讓我們更 深入地理解為何有一些高級的認知能力是人類獨有。」 跨物種腦網絡圖譜 要進一步推動腦網絡圖譜的跨物種研究，就需要對腦 部有更精準的施加同源約束關係的分區方案，因此袁 教授的團隊也設計了兩個人類與獼猴腦區域的分區方 法。「我們將會整合這些腦部分區的結果和其它研究 成果，逐步構建跨物種全腦網絡圖譜。我們還會繼續 以不同方式研究語言能力的神經機制，包括從多個層 次繪製腦網絡圖譜。這些領域的研究不但有助改善腦 疾病的治療、開發更智能的技術，還能幫助我們人類 了解自己為何與眾不同。」 袁振教授 Prof Yuan Zhen One of the best ways to understand our brain, which is essentially a complex network, is to draw a comprehensive map of nodes and neural connections in the brain (known as a connectome). To advance research in this area, a team at the Centre for Cognitive and Brain Sciences (CCBS) of the University of Macau (UM) has been working on several projects, including the creation of a connectome that shows the cross-species alignment of brain areas in humans and macaques. How the Brain Works ‘Every brain region plays a different role, but at the same time neurons in the same region and throughout the brain communicate with each other by sending bioelectrical and chemical signals, so that the
RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ1NDU2Ng==