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视觉处理新发现:中风研究颠覆百年脑科学认知

2025-04-07 MedSci原创 MedSci原创

大脑可能根本不是按照教科书上的模块化方式工作,而是通过动态变化的网络来处理复杂信息。

人类大脑如何解读视觉信息?这个问题困扰了科学家一个多世纪。传统理论认为,我们的大脑就像一台精密的模块化计算机,不同脑区各司其职——有的专门处理颜色(V4区),有的专职分析运动(MT/V5区)。然而,一项针对307名缺血性中风患者的大规模研究,却给这个百年理论带来了颠覆性挑战。这项发表在权威期刊上的研究,通过先进的病灶-症状映射技术,对八种中级视觉特征的处理机制进行了全面分析,结果完全出乎意料。

研究人员首先验证了研究方法的可靠性,成功证实了视野缺损与初级视觉区(V1、V2、V3)损伤之间的明确关联。然而,当他们转向更高级的视觉处理时,传统理论开始崩塌。数据分析显示,颜色、运动等视觉特征的加工障碍,与理论上应该负责这些功能的特定脑区损伤之间,竟然不存在稳定可靠的对应关系。这意味着,当患者V4区受损时,其颜色识别能力未必会受影响;同样,MT/V5区的损伤也不一定会导致运动感知障碍。这些发现直接挑战了神经科学教科书中的经典理论。

更令人惊讶的是,研究团队使用了最新的"断联图谱"技术,绘制出大脑不同区域之间的连接网络。结果显示,中级视觉处理可能远比想象中更加分布式和网络化。这支持了一种新兴理论:大脑中的视觉图谱代表的不是特定特征的专属区域,而是信息共现的复杂网络。就像交响乐团的演奏不是由某个乐器单独完成,视觉感知可能是整个神经网络协同工作的结果。

这项研究的意义远不止于理论修正。在临床层面,它解释了为什么传统定位诊断在中风患者视觉障碍评估中常常失灵。许多患者虽然特定脑区受损,却表现出与理论预测不符的症状;反之,有些广泛损伤的患者,视觉功能却保留得相对完好。这些现象现在终于有了合理解释:大脑处理视觉信息的方式,可能比我们想象的更具弹性和冗余性。

随着这项研究的发表,神经科学界正在重新审视视觉处理的本质。它提示我们,大脑可能根本不是按照教科书上的模块化方式工作,而是通过动态变化的网络来处理复杂信息。这一发现不仅将改写神经科学教材,还将为中风康复、视觉假体开发等领域带来全新思路。也许在不远的将来,基于这项研究的突破,我们能开发出更精准的视觉障碍诊断方法,为患者提供更个性化的康复方案。毕竟,要修复一个系统,首先得真正理解它是如何工作的。

原始出处:

Selma Lugtmeijer, The Visual Brain Group, Visual feature processing in a large stroke cohort: evidence against modular organization, Brain, Volume 148, Issue 4, April 2025, Pages 1144–1154, https://doi.org/10.1093/brain/awaf009

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