我們思考、記憶和感受時，大腦里的白質纖維束像高速公路一樣傳遞著信息，而大腦皮層的復雜褶皺就像山脈和河谷，為信息傳遞提供了獨特的支撐。記者18日從中國科學院自動化研究所獲悉，來自該所的科研人員成功揭示人類大腦皮層形態與白質纖維連接的內在關系。相關研究成果在線發表于《自然·通訊》雜志。

大腦的白質纖維束在不同腦區之間搭建“連線”，構成一個精密的信息交通網，保障信號順暢流通。而大腦皮層那層布滿褶皺的外殼，則通過折疊在有限空間里創造出巨大的表面積，塞進了海量的神經元和連接，這才支撐起我們復雜的思考和感覺能力。“過去，學界慣于把大腦皮層的形狀與白質纖維的連接分開研究，忽視了二者耦合所蘊含的全局機制。”論文通訊作者、中國科學院自動化所研究員樊令仲說。

在這項研究中，科研人員利用高分辨率多模態磁共振成像技術，創造性地將皮層復雜的折疊形態分解為不同“頻率”的幾何模式，并描繪了主要白質纖維束在皮層表面的連接點分布。結果發現，皮層的幾何模式可以非常準確地預測纖維束的連接分布，就像地形決定河流的走向。

“我們把這種可以精確測量的緊密配合關系稱為‘白質纖維-皮層幾何耦合’（TGC）。這種關系不僅非常穩定，還能像指紋一樣區分不同個體。”樊令仲說，深入分析TGC發現，大腦結構的形成是“先天”與“后天”共同作用的結果。

樊令仲表示，這項研究為我們理解大腦如何通過“形狀”與“連線”的協同工作來支撐認知和行為打開了新的大門。TGC指標有望成為評估兒童認知發育、早期預警精神疾病風險以及研發個性化診療策略的新工具。

（中國科學院自動化所供圖）