影响你思维方式的隐秘时间机制

罗格斯健康中心的一项新研究发表于《自然·通讯》，该研究探索了大脑如何将快慢信号整合在一起。研究重点关注白质连接网络如何让不同脑区进行交流，以支持思考、决策和行为。

大脑区域运行在不同的内部时钟上：并非大脑所有部分都以相同方式或速度处理信息。每个区域都在特定的时间窗口内运作，即内在神经时间尺度，简称INTs。这些时间尺度反映了一个区域在处理下一个信号之前保留信息的时长。

罗格斯健康中心精神病学助理教授、该研究的资深作者林登·帕克斯说：“为了通过行动影响环境，我们的大脑必须整合在不同时间尺度上处理的信息。大脑通过利用其白质连接在各区域间共享信息来实现这一点，而这种整合对人类行为至关重要。”

为理解这种整合机制，帕克斯及其同事检查了960人的脑成像数据。利用这些信息，他们绘制了每个人详细的大脑连接图，即连接组。然后，研究团队应用描述复杂系统随时间演变的数学模型，追踪信息如何在这些网络中流动。

帕克斯（同时是罗格斯脑健康研究所和高级人类脑成像研究中心的核心成员）表示：“我们的研究通过直接从区域的连接性建模其INTs，探索了人类这一过程的潜在机制。这建立了脑区局部信息处理方式与全脑共享处理以产生行为之间的直接联系。”

时间差异对认知的重要性：研究人员发现，大脑皮层中神经时间尺度的排列方式，在大脑高效切换与行为相关的大规模活动模式方面起着关键作用。这种时间组织并非人人相同。

帕克斯说：“我们发现，大脑以不同速度处理信息的差异有助于解释为什么人们的认知能力各不相同。”

研究还表明，这些时间模式与脑组织的遗传、分子和细胞特征相关，将研究结果与基本生物学过程联系起来。在小鼠大脑中也观察到类似联系，表明这些机制在不同物种间共享。

帕克斯说：“我们的研究强调了脑白质连接与其局部计算特性之间的基本联系。脑连接方式与不同区域处理快慢信息的方式更匹配的人，往往表现出更高的认知能力。”

对精神健康研究的意义：基于这些结果，研究团队目前正将相同方法应用于神经精神疾病，如精神分裂症、双相情感障碍和抑郁症。目标是了解脑连接的变化如何扰乱信息随时间的处理方式。

该研究由罗格斯脑健康研究所和高级人类脑成像研究中心的核心成员、精神病学副教授艾弗拉姆·霍姆斯，以及博士后研究员艾哈迈德·贝伊和安伯·豪厄尔，还有康奈尔大学的杰森·Z·金共同合作完成。