覆蓋在3D立體定位腦圖譜上的功能性腦網(wǎng)絡(luò)的精選視圖。不同的腦中顏色代表不同的功能網(wǎng)絡(luò)。a左側(cè)，網(wǎng)動(dòng)物B腹側(cè)，哺乳C提取的提供扣帶回區(qū)域，D右側(cè)，檢查進(jìn)化進(jìn)步解E背側(cè)。腦中學(xué)分:大腦結(jié)構(gòu)與功能(2023)。網(wǎng)動(dòng)物DOI: 10.1007/s00429-023-02625-y
（神秘的哺乳地球uux.cn）據(jù)埃特沃斯·羅蘭大學(xué)：一項(xiàng)關(guān)于犬大腦網(wǎng)絡(luò)的研究表明，在哺乳動(dòng)物大腦進(jìn)化過(guò)程中，提供扣帶皮層(位于大腦皮層深處的檢查進(jìn)化進(jìn)步解雙邊結(jié)構(gòu))的作用部分由控制解決問(wèn)題、任務(wù)轉(zhuǎn)換和目標(biāo)導(dǎo)向行為的腦中外側(cè)額葉接管。這項(xiàng)研究依賴于一種新的網(wǎng)動(dòng)物犬靜息狀態(tài)fMRI大腦圖譜，它可以幫助分析以大腦區(qū)域之間的哺乳整合和交流功能失調(diào)為特征的疾病。
對(duì)狗如何思考感興趣的提供研究人員不僅可以從它們的行為中推斷出來(lái)，而且他們還可以使用fMRI(功能性磁共振成像)來(lái)調(diào)查它們的大腦活動(dòng)，以識(shí)別和查看當(dāng)狗對(duì)外部刺激做出反應(yīng)時(shí)大腦的哪些區(qū)域是活躍的。該方法確定了影響狗的學(xué)習(xí)和記憶的大腦機(jī)制，從而產(chǎn)生了優(yōu)良的狗訓(xùn)練方法以及關(guān)于導(dǎo)致人類大腦功能發(fā)展的進(jìn)化步驟的知識(shí)。
自2006年以來(lái)，etvs loránd大學(xué)(ELTE)的動(dòng)物行為學(xué)系一直處于開發(fā)犬fMRI測(cè)量方法的前沿。寵物狗的訓(xùn)練方法是由Márta Gácsi開發(fā)的，他也為匈牙利引入輔助犬訓(xùn)練做出了重大貢獻(xiàn)。她從那里采用了許多方法，并通過(guò)動(dòng)物行為學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的基于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手訓(xùn)練原則的社會(huì)激勵(lì)訓(xùn)練來(lái)補(bǔ)充這些方法。
在這種方法中，學(xué)習(xí)者有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)通過(guò)觀察已經(jīng)訓(xùn)練好的狗的工作來(lái)學(xué)習(xí)任務(wù)，并渴望得到表?yè)P(yáng)。由于fMRI訓(xùn)練的結(jié)果，受過(guò)訓(xùn)練的狗能夠(并且渴望！)一動(dòng)不動(dòng)地躺在核磁共振掃描儀里八分鐘，以換取預(yù)期的愛撫和款待?！?br>近年來(lái)，犬類的功能性核磁共振成像通常包括給動(dòng)物播放聲音，并調(diào)查大腦在處理聲音的過(guò)程中激活了哪些大腦區(qū)域。
大腦活動(dòng)信號(hào)通常被投射到解剖圖譜上，以確定哪個(gè)大腦區(qū)域受到影響。
然而，問(wèn)題是功能活動(dòng)是不規(guī)則的，不一定遵循解剖學(xué)上定義的規(guī)則邊界。大腦的各個(gè)部分通常參與共同處理特定的輸入，即它們同步行動(dòng)，形成功能性的大腦網(wǎng)絡(luò)。“我們決定創(chuàng)建一個(gè)狗大腦圖譜，將解剖區(qū)域組織成功能網(wǎng)絡(luò)，說(shuō)明哪些區(qū)域?qū)儆谝环N任務(wù)類型，并展示它們的位置，”發(fā)表在《大腦結(jié)構(gòu)和功能》上的這項(xiàng)研究的第一作者多拉·薩伯說(shuō)。
狗腦研究者的新圖譜
為了創(chuàng)建功能大腦圖譜，研究中包括了33只經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的家犬。在fMRI記錄過(guò)程中，狗除了躺在掃描儀中不動(dòng)之外，沒有接受任何任務(wù)。這就是所謂的靜息狀態(tài)fMRI，簡(jiǎn)稱rs-fMRI，它在受試者沒有參與任何特定任務(wù)，沒有專注或思考任何特定事情的情況下，在“靜息狀態(tài)”下檢查大腦活動(dòng)。通過(guò)這種方式獲得的數(shù)據(jù)可以揭示哪些大腦區(qū)域在功能上彼此相關(guān)，哪些區(qū)域連接最緊密，從而使研究人員能夠研究大腦網(wǎng)絡(luò)和連接。
在中歐大學(xué)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)科學(xué)家米蘭·雅諾索夫(Milan Janosov)的幫助下，通過(guò)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)理論，最初的方法得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。雖然以前的研究只能描述基于模型的網(wǎng)絡(luò)，而不考慮解剖邊界，但新的犬MRI大腦圖譜以所需的分辨率反映了解剖區(qū)域，使研究人員能夠研究網(wǎng)絡(luò)成員之間或網(wǎng)絡(luò)之間的連接強(qiáng)度，并由于測(cè)量了大量的狗而比較物種。
狗和人類的大腦由不同的區(qū)域控制
根據(jù)這項(xiàng)研究，控制解決問(wèn)題、任務(wù)轉(zhuǎn)換和目標(biāo)導(dǎo)向行為的外側(cè)額葉(額頂葉)網(wǎng)絡(luò)在狗中的作用小于人類。在他們的位置，扣帶皮層，一個(gè)位于大腦皮層深處的雙邊結(jié)構(gòu)，起著中心作用。它參與了許多重要的過(guò)程，以及獎(jiǎng)勵(lì)處理和情緒調(diào)節(jié)。狗的扣帶皮層比人類的大。
衰老的影響
研究人員測(cè)量了不同年齡的狗，最大的14歲。如前所述，狗必須一動(dòng)不動(dòng)地躺著以獲得有效的測(cè)量值。
“數(shù)據(jù)顯示，年齡較大的狗保持初始姿勢(shì)的能力稍差。然而，這種差異非常小，因?yàn)榧词乖谒麄兊那闆r下，頭部的位移也不到0.4毫米。在這方面，他們與人類相似，因?yàn)槔夏耆艘舶l(fā)現(xiàn)與年輕人相比，更難長(zhǎng)時(shí)間保持靜止，”研究狗認(rèn)知老化的高級(jí)研究員Eniko Kubinyi說(shuō)。
這項(xiàng)研究提供了人類大腦進(jìn)化的一瞥，表明在哺乳動(dòng)物大腦進(jìn)化過(guò)程中，扣帶皮層的作用部分由額頂葉區(qū)域接管。此外，新的rs-fMRI大腦圖譜可以幫助研究跨大腦區(qū)域的整合和交流受損的情況，從而導(dǎo)致任務(wù)分工失調(diào)。衰老、焦慮和精神障礙是這種情況的一些例子。

(責(zé)任編輯：綜合)