将脑结构与功能相关联,偏差更好GydF4y2Ba

看来,在所有行为神经科学发现中,使他们进入流行的新闻覆盖范围,那些涉及大脑的结构变化的人最有可能引起公众的兴趣。也许这是因为我们倾向于将大脑功能视为灵活性,不断变化的东西,因此功能的改变似乎并不像结构中的改变一样戏剧性,这使得更永久的印象。GydF4y2Ba

毕竟,直到最近GydF4y2Ba据信我们天生是固定数量的神经元GydF4y2Ba- 那是那是。从神经发展结束通过剩下的一个人的生命,据认为没有产生新的神经元;因此,神经元死亡的不可避免的发生效果慢慢但不可提供的迟钝,以防止我们无助的认知默默无闻。然而,我们现在知道这不是真的,而且GydF4y2Ba人的一生中都会产生新的神经元GydF4y2Ba在大脑的某些区域。GydF4y2Ba

不管怎样,也许这种关于大脑不可变性的过时观点,使人们对提到一些改变大脑结构的活动印象特别深刻,因为在流行报刊中不缺少涉及大脑结构变化研究的文章。就在2015年初,就有重大新闻GydF4y2Ba甲基苯丙胺的故事GydF4y2Ba那GydF4y2Ba抽烟,GydF4y2Ba儿童忽视GydF4y2Ba,GydF4y2Ba在专业战士中的头部创伤GydF4y2Ba一切都导致灰尘减少,以及音乐的更积极的故事GydF4y2Ba儿童培训可能导致灰质增加GydF4y2Ba在大脑皮层的某些区域。这就像故事一样GydF4y2Ba关于冥想增加灰质的能力GydF4y2Ba在博客和热门新闻网站中不断循环使用。在所有这些故事中,它要么是隐含的,要么是陈述的,没有太多的支持证据来增加更多GydF4y2Ba灰质GydF4y2Ba大脑的一部分增强了认知功能,而失去灰质则降低了认知功能。例如,在一个故事中GydF4y2Ba关于吸烟及其对大脑皮层的影响GydF4y2Ba,以这种方式描述了灰质的减少:“随着脑劣化,一旦留在每个染色层中的神经元都不可避免地从整体总量减去损害器官的功能。”GydF4y2Ba

当然,在GydF4y2Ba神经变性GydF4y2Ba像疾病一样GydF4y2Ba阿尔茨海默氏病GydF4y2Ba在美国,我们知道大脑组织的损失与越来越严重的缺陷相对应。但是,对于大脑结构/大小的非病理性变化,以及它们与功能之间的联系,我们确切知道些什么呢?人们是否普遍认为灰质越多,功能就越好,而灰质越少,功能就越差?如果你读了最近的一些关于这些主题的新闻文章——在很多情况下,他们总结的研究——你可能会得出相反的结论,我们没有找到一个一致的公式来预测结构的变化将如何影响功能。因此,对于灰质来说,越多越好并不是一个普遍的规则。GydF4y2Ba

更多的脑质量=更好的脑功能?GydF4y2Ba

较大的脑大小与增加的心理能力相关的假设GydF4y2Ba可以至少追溯到古希腊人GydF4y2Ba(可能给医生GydF4y2Baerasistratus.GydF4y2Ba).自19世纪保罗·布洛卡(Paul Broca)首次对该物质进行正式实验以来,它就得到了科学界很大一部分人的支持。GydF4y2BaBroca记录了尸检大脑的重量GydF4y2Ba并发现教育水平与大脑规模之间的积极关系。稍后将被Charles Darwin引用这些调查结果,因为他为人类的大脑作为对我们卓越的智力负责,与其他物种相比,人类的大脑。GydF4y2Ba

实际上,Hominid Brain具有独特的进化轨迹。它被认为有GydF4y2Ba大约1250万年前的大小增加了三倍GydF4y2Ba在这个过程中,我们的大脑与类人猿等非人类灵长类亲戚的大脑之间产生了巨大的差异。这种大脑的快速扩张,加上我们高度发达的认知能力,已经导致许多人GydF4y2Ba建议我们的大脑增长直接与智力,语言和创新的能力增加相连GydF4y2Ba.然而,人类没有动物王国中最大的大脑(这种区别属于精子鲸鱼,它有大脑的血液左右,但它认为人类脑成长的方式GydF4y2Ba添加更多致力于概念的皮质区域GydF4y2Ba而不是感知和电机处理 - 可能对我们的智力能力的加速增益负责。GydF4y2Ba

因此,虽然与其他物种相比,大脑规模被认为是人类智力的重要指标,但就被认为是GydF4y2Ba脑皮质GydF4y2Ba是人类大脑的决定性特征。的GydF4y2Ba皮质占大脑的80%GydF4y2Ba,比例高于许多其他哺乳动物种类的比例。脑皮层的复杂折叠和复杂电路可能导致我们与其他物种相比的更大的智力能力。GydF4y2Ba

神经影像学的出现及其在过去15年的改进使我们能够进行测试GydF4y2Ba在活的有机体内GydF4y2Ba个体之间的假设对应于智力,更具体地,脑皮质的厚度与认知能力尤其相关。许多结果都支持这些假设。例如,最近对28个神经影像学研究的分析GydF4y2Ba发现大脑大小和一般心智能力之间的显著平均相关性为0.40GydF4y2Ba.在美国6-18岁的另一个研究发现GydF4y2Ba大脑的几个区域的皮质厚度与威施特的缩写规模上的较高分数相关联GydF4y2Ba.Choi等人。(2008)也GydF4y2Ba发现皮质厚度与智能措施之间的正相关性GydF4y2Ba像Spearman的一样GydF4y2BaGGydF4y2Ba;此外,他们能够使用皮质厚度结合使用估算来解释IQ分数的50%的差异。GydF4y2Ba功能磁共振成像GydF4y2Ba数据。GydF4y2Ba

最近的研究也让我们观察到,大脑的大小并不是完全静止的,经验(以及年龄)可以改变大脑某些部分的大小或结构。例如,一个众所周知的GydF4y2Ba研究看着伦敦出租车司机的大脑GydF4y2Ba发现出租车司机有更大GydF4y2Ba海马GydF4y2Ba与对照受试者相比(假设是因为海马涉及空间记忆)。海马的大小也与驾驶出租车的时间相关,这表明它可能是通过伦敦导航驾驶室的经验,促进海马变化,而且不仅仅是具有更好的空间记忆的人更有可能成为出租车司机。在另一个研究中,参与者接受了脑扫描,然后花了几个月学习如何兼唱,然后有第二个脑扫描。第二次扫描GydF4y2Ba在与感知视觉运动相关的皮质区域的区域中显示出灰质的增加GydF4y2Ba.当他们停止玩杂耍时,几个月后有第三个脑扫描,这些地区的大小再次下降。GydF4y2Ba

基于此类结果,许多研究也研究了某些活动的可能影响皮质厚度,假设增加皮质厚度代表能力的增强。例如,一个GydF4y2BaLazar 2005年发表的有影响力研究GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba检查了20个常规夹层的大脑(平均约9年的冥想经验),并将穿过思科的厚度与没有冥想经验的人进行比较。调查人员发现冥想器在这样的地区增加了灰质GydF4y2Ba前额叶皮层GydF4y2Ba和GydF4y2Bainsula.GydF4y2Ba;作者将其解释为表明增强的注意能力和减少老龄化对皮质的影响等。GydF4y2Ba

质量增加的问题=改善函数假设GydF4y2Ba

但结论有几个问题,就像在拉扎尔进行的冥想研究中制作的问题GydF4y2Ba等GydF4y2Ba.第一个是在拉扎尔GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba研究 - 并且在许多研究脑结构的研究中,用功能 - 脑结构将其联系起来,只在一个时间点评估。只有只看大脑结构的问题是它不允许一个人确定结构是否在经验之前或之后改变。换句话说,在拉扎尔GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba研究可能增加皮质厚度GydF4y2Ba前额外区域GydF4y2Ba与个性特征有关,使个人更有可能享受冥想,而不是冥想导致脑皮质的结构变化。GydF4y2Ba

无论如何,即使我们知道在结构变化之前的行为(例如冥想),它仍然尚不清楚结构修改如何转化为功能的变化。假设,作为拉扎尔GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba的确,这些变化可能与保持注意力或自我意识能力的增强有关,这是确认偏误的一个明显例子,因为作者在真正缺乏证据的情况下,对结果的解释支持了他们的假设。然而,即使我们同意拉扎尔似是而非的推理GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba“右半球对于维持注意力至关重要”,因此对其的结构变化特别可能影响注意力,它远非结论,即增加的皮质厚度一般代表着增加的功能。GydF4y2Ba

事实上,在文献中有无数的例子表明,皮质厚度和认知能力之间并不总是正相关的。例如,一项涉及未接受治疗的重度抑郁症患者的研究发现,他们患有抑郁症GydF4y2Ba大脑某些区域的皮质厚度增加GydF4y2Ba.另一个研究检测到GydF4y2Ba在儿童和青少年中增加前,颞和顶叶的皮质厚度增加GydF4y2Ba生于胎儿酒精谱系障碍。2011年调查涉及狂欢饮酒者GydF4y2Ba观察到女性酗酒者的皮质较厚,而皮质较薄GydF4y2Ba在雄性狂欢饮用者。报告检查教育水平对皮质厚度的影响GydF4y2Ba发现那些具有高等教育水平的人实际上有更薄的皮质GydF4y2Ba.这只是众多被索引的研究中的一小部分GydF4y2BaPubMed.GydF4y2Ba不支持质量增加=功能增加的假设。缺乏一致支持的原因可能有很多,从混淆到测量问题。但重要的一点是,没有公理说灰质的增加会导致功能的改善。GydF4y2Ba

当然这并不意味着大脑体积或皮质厚度与大脑功能之间的关联。但是,我们应该是谨慎地解释识别此类协会的研究。并且我们应该更加谨慎地对这些研究总结这些研究,因为媒体报告了这些研究,结构和功能之间的关系的复杂性 - 以及许多人之间的横截面限制研究 - 很少考虑。GydF4y2Ba

这些类型的研究有一些方法论方法,允许调查人员提高他们对结果的自信解释的能力。首先,使用纵向设计应放置强调。换句话说,首先应首先进行初始脑扫描以获得脑结构的基线测量。然后在评估至少一次的时间之前,应在脑结构进行脑结构之前进行活动(例如冥想)。这减少了必须给予的权重,所以关切的是函数的结构变化的变化。此外,最好的衡量功能的衡量功能以及对大脑结构的评估来支持任何建议,即结构变化对应于功能变化。GydF4y2Ba

许多研究已经开始使用这种方法。例如,GydF4y2BaSantarnecchi最近的一项研究GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba检查了致力于思考对脑结构的影响GydF4y2Ba.研究人员在一项为期8周的正念减压(MBSR)项目前后对参与者进行了脑部扫描,这些参与者之前从未进行过冥想。参与者还在项目前后接受了心理评估。在实施正念减压疗法的过程中,参与者的焦虑、抑郁和担忧有所缓解。但他们也显示出了皮质厚度的增加——在右边GydF4y2Bainsula.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba躯体卷曲皮质GydF4y2Ba.拉扎尔GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba研究指出,右侧肠道的体积增加,表明这可能有一些东西。并且由于Santarnecchi研究的纵向设计GydF4y2Ba等等。,GydF4y2Ba再加上这些参与者并不是经常冥想的人,我们可以更有信心地认为,这些结构上的变化是冥想练习的结果,而不是早于冥想练习。GydF4y2Ba

从这个例子可以看出,尽管Lazar在方法论上存在问题GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba研究,一些结果后来支持,过于自由的解释这些结果并不意味着发现毫无意义。但是,如果我们将对结构和功能之间的关联价值有信心,必须使用允许一个人来推断因果关系的研究设计更加强调。并且,当涉及结果的解释时,应倡导保守的方法。GydF4y2Ba

拉扎尔,S.,克尔,C.,Wasserman,R.,灰色,J.,Greve,D.,脚踏车,M.,McGary,M.,Quinn,B.,Dusek,J.,Benson,H.,Rauch,S.,Moore,C.,&Fischl,B。(2005)。冥想经验与皮质厚度增加有关GydF4y2Baneuroreport,16GydF4y2Ba(17),1893-1897 Doi:GydF4y2Ba10.1097 / 01.WNR.0000186598.66243.19.GydF4y2Ba