科学家用一百秒即可识别独一五无二的大脑“指纹”

大脑因其复杂的结构与内部协作机制，似乎一种有着“神秘的色彩”，人类至今尚未对大脑实现完全的解析。每个人都有独一无二的指纹，但是，听说过大脑也有“指纹”吗？

近日，瑞士洛桑联邦理工学院的科学家通过研究发现， 每个人的大脑也有独特的“指纹”，并在不断变化着。瑞士洛桑联邦理工学院团队用100秒就可以识别人们的大脑“指纹”

相关论文以《什么时候让你独一无二：人脑指纹的时间性》为题发表。

该团队通过研究确认了大脑“指纹”整合信息的最佳尺度是多少以及何时发生最佳识别。在更快的时间尺度上，大脑“指纹”与多感官刺激、眼球运动、情感处理、视觉空间注意力有关。相反，在较慢的时间尺度上，瑞士洛桑联邦理工学院团队发现了更高的认知功能，例如语言和言语语义、意识、陈述性和工作记忆、社会认知等。

95%时间内，两次核磁共振成像技术扫描

那么这项技术到底有什么特别之处，又是如何识别大脑的“指纹”呢？

其实，大脑“指纹”的发现并非首次。2015年，耶鲁大学的神经科学家做神经连接组的相关研究时得出结论，即不同的人有不同的大脑“指纹”。

相关研究以《功能连接组指纹识别：使用大脑连接模式识别个体》为题发表。

研究人员通过将相隔几天的同一受试者的核磁共振成像技术扫描生成的图表进行比较及分析，并用彩色矩阵来表示受试者的大脑活动。

他们通过数据发现，可以在近95%的时间内，将受试者的两次扫描匹配正确。研究人员精准地“识别”是否为同一人的重要判断依据是通过核磁共振成像技术扫描的图表，以总结受试者的大脑的活动特征，即大脑“指纹”。也就是说，通过大脑“指纹”可“认定”受试者身份的独特性。

“我们需要的所有信息都在这些图表中， 它们通常被称为‘ 功能性大脑连接组。连接组是神經网络的映射。它们会告诉我们受试者在核磁共振成像技术扫描期间正在做什么。例如，他们是在休息还是在执行其他一些任务。”瑞士洛桑联邦理工学院医学图像处理实验室、 瑞士洛桑联邦理工学院神经假体中心的科学家、SNSFAmbizione研究员恩里科·阿米柯说。

这个研究结果让神经科学家们兴奋不已，瑞士洛桑联邦理工学院的科学家们决定将该发现进一步研究。在之前耶鲁大学的研究中，大脑“指纹”是使用持续几分钟的核磁共振成像技术扫描来识别的。

那么，是否可以在更短的时间，甚至几秒钟后被识别，或者它们出现的时间是否有特定的时间点？如果是的话，会持续多久？

只需1分40秒，即可获得大脑“指纹”

瑞士洛桑联邦理工学院团队发现，7秒的时间尚不足检测到有用的数据，但大约1分40秒便足够了。结果显示，不需要测量大脑活动5分钟的核磁共振成像技术，在更短的时间里也可以奏效。

该团队通过利用人类大脑连接的时间动态技术，以探索大脑识别的时间尺度，即这些独特的指纹何时出现和持续多久，以及哪些大脑区域对此负有最大责任。

瑞士洛桑联邦理工学院团队的研究还表明，最快的大脑指纹开始出现在大脑的感觉区域，尤其是与眼球运动、视觉感知和视觉注意力相关的区域。随着时间的推移，与更复杂的认知功能相关的额叶皮层区域也开始向每个人揭示独特的信息。

下一步，瑞士洛桑联邦理工学院团队将对健康患者与阿尔茨海默病（AD）患者的大脑指纹进行比对和分析。阿米柯表示，“根据我的初步发现，似乎随着疾病的进展，使大脑指纹独特的特征逐渐消失。根据连接组识别人变得更加困难，这就好像一个患有阿尔茨海默症的人失去了其大脑身份。”

按该团队的思路，这项技术在早期检测神经系统疾病等方面还可能具有潜在应用，用于患有自闭症或中风的患者，甚至可用于吸毒成瘾的患者等。