世界熱頭條丨為什么有些人老得快、易忘事？原因都寫在“大腦白質”上了

文 | 追問 NextQuestion，作者 | Sofia Quaglia，譯者 | 輕盈

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這是作為大一新生的斯蒂芬妮 · ?？怂梗⊿tephanie Forkel）在德國慕尼黑的一處停尸房工作的第一天：她主要的工作內容是穿著防護服，站在解剖臺前，用一把類似于面包刀但沒有鋸齒的大刀片，緩緩切開 " 大體老師 " 的腦子。

在工作的過程中，她眼睛瞇得厲害。一方面，空氣中彌散的甲醛，讓她的眼睛感到干澀；另一方面，她需要一邊切，一邊比照著教科書上的大腦模式圖。意外地，她突然發現，她眼前真實的腦子和教科書上的長得一點也不一樣。

四十年后，福克斯回憶起來，這算是她人生中第一次的頓悟時刻，那一天她恍然發現：教科書上標準的參照圖和真實大腦的模樣具有非常大的差異。這次頓悟體驗，也啟發了福克斯后來的研究興趣。她在后續的研究中證實：每個人的大腦確實是不一樣的。

世界上沒有兩個完全相同的大腦

現今，越來越多的研究證實，人與人的大腦之間存在很多結構上的差異，尤其是白質。白質，位于大腦皮層下方，主要由被髓鞘包裹著的神經軸突組成，它們像城市中的交通要道一樣，起到溝通腦區間信息交流的作用。福克斯和同事在一篇 2022 年末發表在 Science 上的研究中指出，大腦中白質結構的細微差別也會引起人們行為模式的不同。

像?？怂惯@樣的一群科學家們目前主要致力于研究大腦白質的細微差異如何塑造個體的多樣性，包括白質在多大程度上決定人們日常的行為差異或者白質是否與一些患者更容易從威脅生命的腦損傷中恢復有關等。

過去，科學家主要是通過少量劇烈腦損傷患者的案例來理解大腦是如何運作的。比如醫學界一個著名的案例——蓋奇的故事。故事發生在 1848 年，在一次尤其驚險的事故中，美國鐵路工人菲尼亞斯 · 蓋奇（Phineas Gage）的頭被一根像標槍一樣的鐵棒橫穿刺入。這場事故導致蓋奇大腦前額葉皮質左側區域大面積壞死。這次事故后，蓋奇雖幸存下來，卻深深地受到影響。人們發現，腦損傷后的蓋奇性情大變，原先溫和友善的他，變得粗暴易怒。

類似蓋奇的故事幫助神經科學家們理解大腦不同部位的功能。大腦的右邊某一塊負責那一塊的認知功能，左邊某部位負責其它的行為調控。隨著時間和案例的逐漸積累，這種模塊化的思維模式構建了一種適用于所有大腦的標準化模板。

但是隨著一些類如磁共振成像（MRI）、電子計算機斷層掃描（CT）、擴散張量成像等更為復雜的大腦研究技術的涌現，人們逐漸明確，早期的這種模塊化的觀點實在過于簡單。特別地，白質——個體間大腦中高度差異的部分，在這種思維模式中被嚴重忽視。目前，越來越多的新研究，都試圖闡釋白質的解剖結構差異是否以及如何影響我們對周圍世界的感知。

比如，杏仁核（調節恐懼反應的結構）和內側前額葉皮質（負責邏輯推理的結構）之間有段白質區，被稱作鉤束。耶魯大學心理學與精神病學教授阿夫拉姆 · 霍姆斯（Avram Holmes）曾指出，在一些人的大腦中，這塊白質區可能相對較薄，或意外被破壞；這造成的潛在影響是：如果在某些不必要的情況下，杏仁核觸發了不恰當的戰斗或逃跑反應，前額葉皮質會變得更加難以控制杏仁核。

" 你可能會變成一個更為焦慮的人，或相反地，因無所畏懼而四處尋找刺激。"致力于在大腦中尋找 " 行為指紋 " 的霍姆斯說道。

白質與個體行為差異

霍姆斯還表示，" 從一組受試者的大腦中得到白質的解剖信息，可用以泛化和推測人群中的任何行為。" 研究人員目前已發現與人類情緒調節能力、決策能力、面孔識別能力、注意力和警覺以及在某種程度上準確反思自己認知和經驗的能力相關聯的白質區的解剖學差異。白質的差異也可被用以解釋大腦發育障礙，比如為什么一些青少年會患上抑郁癥或多動癥。

但是，到目前為止，白質差異僅能解釋少部分個體間的行為差異，可能只有 5% 左右。相較于性格或氣質，智商和工作記憶更易從白質形狀推測。雖如此，但也不妨礙霍姆斯等科學家繼續尋找數據中出現的任何可能的行為預測模式。

研究表明，白質的解剖結構不僅從一開始因人而異，而且還會隨著衰老的進程加劇。在比較了上千張大腦掃描結果之后，杜塞爾多夫大學解剖學研究所所長斯韋尼亞 · 卡斯珀（Svenja Casper）表示：" 隨著衰老，我們大腦之間的白質差異也在急劇增加。" 但讓人遺憾的是，人們解剖結構之間的差異隨時間持續變大的確切原因尚不明確。這可能是遺傳、環境因素和生活方式等綜合作用的結果。

基于人群的研究已表明，沿著衰老的進程，白質解剖結構的變化也可能與人們能力的變化相一致。例如，2020 年的一項對 100 多名年齡在 18 歲至 80 歲之間的受試者的研究中發現，人們白質的解剖結構的差異也可以反映他們手部協調能力的強弱，如系鞋帶或者打字。相較于白質結構退化、更碎片化的老年人，白質更健康的老年人在動手實驗中的表現都較好。一項類似的研究也表明，白質差異也適用于測量老年人在注意力和執行力的表現，例如 Stroop 效應測試，受試者需準確分辨單詞要表達的顏色意義，比如用紅色墨水打印單詞 " 綠色 "。

白質與腦損傷修復能力

總體上，白質體積的減少與我們大腦處理速度的減緩是呈正比的。白質萎縮更多的老年人往往更難學習新事物和保持專注。一些學者認為，這些癥狀可能會嚴重到形成了一種僅與白質損傷有關的癡呆癥—— " 白質癡呆癥 "。雖說，白質癡呆癥仍然僅是一個學術概念，沒有在日常臨床實踐中使用，但它表明目前我們仍處于初步了解階段，并且長期被低估的白質區有著強大的功能。

最新的研究也表明，有一天，人體大腦中的白質結構有可能也被用以準確預測腦損傷后的個體表現。愛荷華大學卡佛醫學院的兒科和普通神經病學教授亞倫 · 博伊斯（Aaron Boes）說，相較于灰質，白質還可以更準確地預測患者腦損傷后的恢復情況。例如，白質解剖結構的改變可能有助于預測患者中風后，癥狀的嚴重程度。

由于白質在信息管道中的重要作用，白質的損傷也可能會破壞一些看起來良好的灰質部分的功能。這一假想有助于解釋為什么有時患者的大腦灰質比如語言區病變，但卻沒有表現出語言障礙?；蛘呋颊弑憩F出語言障礙，但大腦中通常被認為調節與語言相關的部位卻沒有損傷。

博伊斯的團隊目前正在整理數千名腦損傷患者的腦部掃描數據。他們正在嘗試繪制大腦的白質圖譜，因為他們堅信腦損傷患者在認知、情緒或解決復雜數學問題的能力上的改變，可以通過大腦白質的變化模式反映出來。

雖說如今將任何潛在的相關性與治療聯系起來都為時過早，但科學家們仍希望該領域繼續朝著這個方向發展。博伊斯說：" 我們應該針對特殊的解剖結構，制定個性化治療策略 "。也許有一天，無論是中風還是腦外傷，患者白質具體的損傷情況的快速掃描影像，會幫助醫生制定即時的預后和最佳的治療方法。

對于白質的研究打破了經典的理論——大腦通常是這樣工作的，因此它應該也這樣為你工作。取而代之，我們應基于這樣的理論：這是你獨特的大腦，應該被個性化對待。總有一天，對行為狀況、心理健康問題和衰老相關疾病的診斷和治療也應如此。

另外，為了更好地理解白質在認知中的作用，?？怂宫F今在停尸房的解剖臺上使用了一種更為巧妙的解剖方式。相較于將大腦分割成單獨的切塊來匹配教科書上傳統模塊化視圖中的圖形，她選擇小心地剝離每一層皮質，直至到達下面的白質部位。關于白質，問題也不再局限于解剖學結構，而是，" 這意味著什么？為什么我們不一樣？白質和我們個體間的差異有關系嗎？" ?？怂怪赋觯?strong>" 對白質差異的研究有巨大的潛力。重要到可以影響并改變未來我們對個體差異領域的理解。"

* 原文鏈接：https://nautil.us/your-brain-is-shaped-like-nobody-elses-297950/