《BBC知識》人腦的美麗境界
■ 大腦複雜至極，任何相關的新知，每每令人驚奇不已；這些知識也是幫助諸多研究更上層樓的重要基石。美國政府大手筆資助人腦掃描計畫，能爬梳當中細節到什麼程度？
作者│麗塔‧ 卡特（Rita Carter） 譯者│謝伯讓
先前有「人類基因體計畫」將人體細胞中的所有基因定序，現在則有「人腦連接體計畫」（Human Connectome Project，簡稱HCP）嘗試以截至目前為止最精準的方法，定位人腦中的連結與神經活動，意圖解開其中奧祕。
這項大型計畫是在2009年發起，初步的詳細成果剛剛出爐。這些猶如萬花筒般的影像呈現出我們神經細胞的電生理活動，迷濛色彩標記著大腦的電流走向和各種彎曲奇異的神經束，霓虹般的色澤宛如會發光的奇特昆蟲。
什麼個性，大腦有跡可循
掃描出這些圖當然不是為了欣賞，這些大腦圖片將使我們得以一窺人類心智運作的內幕。「人腦連接體計畫」的一項工作，是定位大腦中組成白質的長程神經連結（它們可說是神經中的高速公路）。以往，神經科學家一直忽略這些外頭覆有白色髓鞘（一種由脂肪所構成的保護性結構）的神經，如今已知它們扮演十分重要的角色。加州大學洛杉磯分校的傑克‧范霍恩（Jack Van Horn）參與了這項定位大腦白質的工作，他表示：「這幾年下來我們逐漸明 白，大腦是個密不可分的系統，某腦區的活動會傳遞到其他區域。我們的想法與行為，就是腦中各處神經活動的集體模式所產生的。」
范霍恩與同事長期利用水分子擴散頻譜造影（DSI）追蹤大腦中的長程神經活動，方法是透過磁振造影掃描儀來記錄水分子在腦中的自然流動。范霍恩說：「水分子比較容易沿著與神經纖維平行的方向擴散。」也就是說，水分子運動阻力最小的路徑，旁邊往往就是神經纖維。這種腦部掃描方式並不新鮮，但「人腦連接體計畫」團隊（包括哈佛大學的幾位科學家）在美國麻州綜合醫院的磁振造影掃描儀是個狠角色。「這是磁振造影掃描儀中的保時捷，它的性能非常好，也就是說解析度相當高。」范霍恩解釋。
為什麼要釐清這些長程的「細節」呢﹖因為我們每個人會如此獨一無二，正是拜它們所賜。比方說，如果某人的杏仁核（與產生恐懼的情緒有關）和前額葉皮質（使我們能意識到恐懼的腦區）之間的連結較少，前額葉就不易猛地被皮質下方傳來的警告訊息所淹沒，因此可能較不易緊張。另外，如果大腦中的韋尼克區（Wernicke's area， 負責「理解」語意）和布洛卡區（Broca's area，負責語言表達）之間有大量連結，那麼這人的語言能力極可能很不賴。
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作者／麗塔‧卡特
神經科學作家， 著有《大腦的祕密檔案》（Mapping the Mind），本書在台灣由遠流出版社翻譯出版。
譯者／謝伯讓 任教於杜克－新加坡國立大學醫學院，為腦與意識實驗室主任。
●本文選自《BBC知識國際中文版》第23期（2013年7月號）。版權所有，轉載請註明出處。
責任編輯：Nita Hsu