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大脑里被扔掉的"噪音", 科学家发现是精神疾病治疗的下一个突破口

发布日期:2026-04-30 13:20    点击次数:113

  

神经科学家们一直在精心筛选大脑信号,只保留最强的那部分,然后把其余的当作噪音丢掉。但一项新研究告诉我们,那些被丢掉的东西,可能同样重要。

发表在《自然人类行为》上的这项研究,来自耶鲁医学院的研究团队。他们分析了超过12000名参与者的脑成像和行为数据,横跨美国四大主要神经影像数据集,得出了一个让研究者们颇感意外的结论:那些通常被视为“噪音”而忽略的弱脑连接,预测行为的准确度与顶级强信号几乎相当,有时甚至更好。

这不只是一个方法论层面的技术发现,它对精神疾病的治疗逻辑,提出了根本性的质疑。

只看最强信号,可能只看到了冰山一角

理解这项研究,需要先了解神经影像学领域一个长期存在的惯例。

大脑中存在数以亿计的神经连接,任何时刻都在产生庞杂的活动数据。科学家在分析这些数据时,通常会使用一种叫做“特征选择”的方法,简单说就是只保留信号最强的前10%的脑连接,用这部分数据来构建预测模型,研究大脑活动与认知行为之间的关系。

这个做法有其合理性:最强的信号通常意味着最显著的相关性,处理数据量也更小,结果更容易解读。几十年来,大量关于大脑与行为关系的研究成果,都建立在这个前提之上。

耶鲁团队想做的,是检验这个前提是否过于武断。

他们将每位参与者的所有脑连接按关联强度从高到低排序,平均分成十组,第一组是传统方法会选择的顶级10%,第二组到第十组则是通常被丢弃的其余90%。研究人员分别为每一组建立了独立的预测模型,然后比较这十个模型的预测准确度。

结果出乎所有人意料。

第二组到第九组,也就是那些“被丢弃的噪音”,预测行为的准确率与第一组相当,在某些情况下甚至超过了顶级连接组的表现。更关键的是,这些组别涉及的是完全不同的大脑网络,彼此之间几乎没有重叠。

研究团队的布伦丹·阿德金森博士用一句话概括了这个发现的含义:即使完全排除掉人们通常依赖的那些预测网络,用剩余的被遗弃信息仍然能达到几乎相同的准确度。

这意味着,预测行为的信息并不集中在少数几个强连接上,而是广泛分布在整个大脑连接网络中。传统的特征选择方法,可能一直在揭示同一头大象的同一条腿。

对精神疾病治疗的冲击,不止于学术层面

这项发现如果仅仅停留在方法论讨论上,影响范围还相对有限。但它真正令人兴奋的地方,在于它对精神疾病个体化治疗的直接启示。

以抑郁症为例。目前,抑郁症的神经影像研究已经识别出若干与症状相关的脑网络,临床上的神经调控疗法,比如经颅磁刺激和深部脑刺激,也主要针对这些被反复验证的目标网络。这套逻辑建立在一个隐含假设上:大多数抑郁症患者共享相同的神经机制。

但现实中,大约三分之一的抑郁症患者对现有治疗没有充分响应,这一比例在创伤后应激障碍、强迫症等其他精神疾病中同样不低。临床医生和研究者一直在寻找解释,而耶鲁这项研究提供了一个新的可能视角。

阿德金森的解释是:不同的个体可能依赖不同的神经通路来实现相同的行为或症状表现。如果多个彼此不重叠的脑回路都能产生类似的行为预测效果,那么针对某一特定网络的治疗,对使用另一套网络的患者自然效果有限。

换句话说,被忽视的那些弱连接网络,对于某些患者群体,可能才是真正有效的治疗靶点。

这个逻辑为精神疾病的个体化诊疗提供了新的理论依据,也为开发新型神经调控疗法指出了此前未被充分探索的方向。

研究团队表示,下一步目标是将这些发现转化为临床工具,开发能够更准确反映大脑复杂性和个体差异的生物标志物体系,帮助临床医生在治疗开始前就判断哪个患者更可能响应哪种干预方式。

大脑从来不是一张简单的地图,那些被当作背景噪音忽略的信号,也许正在以我们尚未理解的方式,悄悄塑造着我们的思维和行为。



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