大脑结构如何影响性能语言任务?

每个人的大脑的架构是独一无二的,和差异可能会影响人们可以完成不同的认知任务的速度有多快。

但是神经解剖学如何影响性能在很大程度上是一个悬而未决的问题。

为了了解更多,大脑的科学家正在开发一种新的tool-computational模型模拟大脑的结构如何影响大脑的活动最终,人类行为。大脑内的研究侧重于互连,看看如何与不同地区和相互作用(特征不同个体间)。

在最初的概念验证研究,布法罗大学的数学家莎拉·马尔登领导的研究小组发现,这种方法显示承诺对于理解大脑结构和性能之间的相互作用在语言学习任务。这项研究发表在PLOS计算生物学10月17日。

“我们创建这些个性化的大脑网络模型来理解大脑是做什么,根据连接不同地区的人的大脑,”第一作者Kanika邦萨尔说,博士后研究员共同在乌兰巴托工作,美国陆军研究实验室(支持)和哥伦比亚大学。

”模型这样强大的工具,因为它们允许我们进行在硅片的实验来理解大脑功能在个人基础上,”马尔登补充说,博士,助理教授在乌兰巴托艺术与科学学院和数学教员在乌兰巴托的计算和数据功能的科学与工程和神经科学项目。

一个个性化的大脑模型的力量

在新的研究中,研究人员创造了个人的数据驱动的数学模型10人的大脑基于扩散光谱图像获取受试者的实际大脑的结构连接。

科学家然后使用模型来了解每个人的大脑,包括:

• 大脑如何轻松地跳进一个活跃的状态的时候刺激。
• 大脑区域成为同步,表现出类似的活动,当左额下回,大脑的这一区域重要的语言,是刺激。

研究发现大脑的这些特征之间的关系,人们能够多快开展三language-demanding任务:说第一个动词,当看到一个名词;填写缺失的单词在句子;和阅读大量。(每个参与者完成每个活动前后多次接收经颅磁刺激左侧额下回)。

虽然小,但研究表明潜在的数据驱动建模学习之间的联系大脑结构和任务的性能。

可能的应用在治疗疾病,提高性能

开发个性化模型的大脑活动不仅可以提高神经科学研究,而且还刺激进步在使用大脑刺激治疗疾病或增强人类执行各种任务的能力。

“重要的是要创造生物启发的方式来预测个体对大脑刺激的反应,”作者说约翰•Medaglia博士,德雷克塞尔大学的心理学助理教授和兼职助理宾夕法尼亚大学的神经学教授。“这里的有吸引力的想法,我们可以检查在每个人的大脑网络复杂的活动。然后,我们可以定义相对简单的措施密切相关的真实性能。这个平衡模拟复杂的过程,使简单的预测是必要的开车脑刺激研究向前发展。”

“创建士兵的军队已经挑战系统在大规模成千上万的世界各地的军事保护我们的平民,“作者吉恩·维特尔说,博士,陆军研究实验室的高级科学领导谁也隶属于宾夕法尼亚大学和加州大学圣芭芭拉分校”,这意味着系统必须为跨士兵最一般的技能而设计的。作为这项工作例证,强劲陆军研究实验室的研究努力寻找新的方法来量化差异士兵的方式将允许开发个性化的系统利用每个士兵的独特专长。”

在医疗和任务的性能,了解个人的大脑后反对人类的大脑在总体上会有好处,作者说。这是因为的体系结构和功能的变化大脑可能会影响器官如何回应神经刺激,导致不同的结果,不同的人。