2024 年，大脑 15 次让我们大吃一惊

摘要：虽然不经常被讨论，但雄性荷尔蒙周期相当引人注目。男性体内的类固醇激素（包括睾酮、皮质醇和雌二醇）在一天中减少约 70%，然后在一夜之间重置。今年，一项脑部扫描研究显示，大脑的体积会随着这个日常周期的及时而流失和恢复。不过，在这一点上，尚不清楚激素本身是否驱动了

实验室培养的微型大脑、非凡的大脑扫描和迷幻之旅——回顾一下 2024 年最有趣的神经科学故事。

科学家对大脑的每一次新了解似乎都揭示了关于这个复杂器官的一系列新问题。（图片来源：Eugene Mymrin 来自 Getty Images）

大脑可以说是人体最复杂的器官，它是一团由细胞、化学物质和电脉冲组成的优雅混乱，协调着我们的思想、行为和无意识的身体机能。

今年，一系列关于大脑的迷人研究，每一项研究都揭示了关于器官如何滴答作响的新见解，同时也提出了新的问题。

（图片来源：BSIP/UIG 通过 Getty Images）

虽然不经常被讨论，但雄性荷尔蒙周期相当引人注目。男性体内的类固醇激素（包括睾酮、皮质醇和雌二醇）在一天中减少约 70%，然后在一夜之间重置。今年，一项脑部扫描研究显示，大脑的体积会随着这个日常周期的及时而流失和恢复。不过，在这一点上，尚不清楚激素本身是否驱动了大脑变化，或者这种循环如何影响男性大脑功能。

（图片来源：Klaus Vedfelt via Getty Images）

许多人在想 “关闭大脑 ”时播放电影。但最近的一项研究发现，实际上，当您观看不同类型的电影时，24 个不同的大脑网络会亮起来。通过将大脑活动模式与给定场景中发生的事情联系起来，该研究背后的科学家能够构建迄今为止最准确的功能性大脑地图。

（图片来源：Mayte Torres 通过 Getty Images 拍摄的图片）

一项针对胎儿和新生儿的开创性研究强调了大脑某些部分的活动在出生后是如何突然变化的。皮层下网络和感觉运动网络的活动大幅增加，前者充当信息的中继枢纽，后者负责处理外部刺激和协调运动。研究人员现在想研究早产儿的相同大脑网络，看看与足月婴儿是否有显着差异。

（图片来源：LukaTDB via Getty Images）

一项研究发现，仅由三种类型的神经元组成的简单回路可能是我们进食动力的基础。脑细胞协同工作，检测饥饿信号荷尔蒙，并最终触发控制咀嚼肌肉的细胞。通过在实验室小鼠中扰乱这个回路，研究人员促使啮齿动物吃的食物比平时多 12 倍，即使没有食物也能做出咀嚼动作。

在整个怀孕期间，大脑中大约 80% 的灰质会丢失体积。一些丢失的体积在产后重新出现，但大部分缺失的物质仍然丢失。类似的灰质体积损失在青春期也可见，此时大脑正在“修剪”掉多余的连接以提高其效率。科学家们说，怀孕的这种变化可能反映了大脑回路的类似微调。

一项小鼠研究表明，大脑可能至少存储它编码的每段记忆的三个副本。这些副本的不同之处在于它们的创建时间、持续时间以及它们随时间推移的可修改性。了解这些不同副本何时以及如何形成可以帮助科学家解决影响记忆编码和检索的疾病，例如 PTSD 和痴呆。

（图片来源：斯坦福大学 Pasca 实验室）

大脑类器官——在实验室中培养的大脑微型模型——能否获得意识？神经科学家 Kenneth Kosik 提出了这个问题，他向我们保证这不太可能很快发生。然而，他指出，关于什么是“意识”的争论仍在进行中。如果人类的微型大脑被移植到动物体内或与技术挂钩以创造所谓的半机械人，会发生什么，这是一个很大的问题。

裸盖菇素是神奇蘑菇中的活性成分，可能会导致负责维持一个人自我意识的大脑网络不同步。这个大脑回路被称为默认模式网络，当人们自我反省并且不参与任何特定任务时，这个大脑回路最活跃。在高剂量裸盖菇素上，该网络的活动暂时发生了变化，其中一些效果持续了几周。

（图片来源：Monty Rakusen via Getty Images）

脑部扫描研究可能有助于证实关于人们为什么会经历精神病或突然脱离现实的理论。科学家们使用人工智能（AI）分析扫描结果，在精神病患者的大脑中发现了重叠的“特征”。这些特征要么与遗传条件有关，要么来自未知原因。这些发现支持一个理论，即在精神病中，负责指导一个人注意力的大脑网络会出现故障，从而导致幻觉和妄想。

（图片来源：Georgi Fadejev via Getty Images）

包括人类在内的多种灵长类动物在大脑皮层（大脑的外表面）中共享一个共同的脑电波模式。这种普遍模式的特点是皮层上层的高频脑电波和深层的慢速脑电波。科学家们认为，快波和慢波的相互作用决定了在任何特定时刻哪些信息仍保留在有意识的思维中。

科学家们揭示了大脑的关键部分，当某人处于心流状态或“在该区域”时，这些部分会打开。这项研究涉及扫描具有不同经验程度的音乐家的大脑。它使两种相互竞争的 “流动” 理论相互对立，一种理论胜出。

一项研究发现，人脑可以在眨眼的时间里辨别出书面语言的基本结构。这表明大脑处理书面短语的速度与我们周围世界的视觉场景一样快。这项研究的受试者似乎比处理名词列表更快地处理包含主语、动词和宾语的短语。当一个短语的含义不太合理时，他们也会很快地处理。研究结果表明，大脑不仅能检测到单词的存在，而且还能立即开始解析含义。

一项小鼠研究表明，人类非常大的大脑可能部分归功于我们肠道中独特的微生物。该研究研究人员将人类和非人类灵长类动物肠道中的微生物移植到小鼠体内。与小脑猴的微生物相比，来自人类和大脑灵长类动物的微生物更有效地将食物转化为大脑的能量。研究结果表明，大脑微生物可以更有效地将食物转化为大脑的能量，从而有助于促进器官的生长。