科學家將公布人類「十月懷胎」的腦成像圖

一個具有里程碑意義的項目繪製了從懷胎到出生期間的人類大腦網路，該項目公布了數千幅圖像，能夠幫助科學家們解決很多大腦疾病的難題，包括自閉症、腦癱和注意力缺失症等。

第一批圖像來自40位新生兒，研究人員在嬰兒們睡覺的時候對他們的大腦進行掃描，獲取了非常高解析度的圖像，這些圖像展示了大腦的解剖學特徵，以及傳輸最早期信號的精密的神經網路。

最初的大腦掃描圖像由研究人員進行分析，並向倫敦國王學院、牛津大學、帝國理工的科學家們提供反饋，這些科學家們正在領導「開發人類大腦連接體計劃（Developing Human Connectome Project）」，該項目獲得了歐盟1500萬歐元的資金。

該圖像展示了錯綜複雜的最早期信號的大腦神經網路。

在接下來的幾年中還將有成千上萬的圖像被公布。大部分的圖像都來自於1000名熟睡的嬰兒，還有一部分圖像來自於500名尚未出生的嬰兒。倫敦國王大學的成像科學家Jo Hajnal教授說：「挑戰在於，我們要為尚未出生的嬰兒掃描，而且他們和他們的母親都不是靜止的。」

對熟睡的嬰兒進行大腦掃描就已經很困難了。在項目剛開始的2013年，超過10%的掃描都失敗了，嬰兒們會在睡覺後兩三個小時內醒來。現在，嬰兒們首先在母親那裡餵奶並進行準備，之後再帶到掃描儀前。為了減少嬰兒醒過來的情況，科學家們對掃描軟體進行了調整，防止它在工作的時候發出各種噪音。

但是即使這些嬰兒們睡著了，他們還是會亂動，所以會導致圖像不清晰。為了解決這個問題，科學家們利用計算機技術修正了輕微的移動，使圖像變得更清晰。

該項目還有三年多的時間才能完成，它的目標是建立世界上第一個胎齡在22至44周的人類大腦三維圖庫。為了獲取還在母親體內胎兒的大腦圖像，研究人員們對孕婦進行掃描，每隔一秒鐘就進行成像，之後再利用這些圖像形成三維圖像。Hajnal說：「這已經足夠快，能夠排除孕婦和胎兒動的影響了。」

該圖展示了7、8、9個月大的嬰兒大腦皮質表面三維重建圖像的計算特徵。從上到下：白質表面、皮質表面、膨脹表面。分割成不同的結構，溝回深度、平均曲率、皮質厚度和T1/T2髓磷脂圖譜。

某些參與研究的嬰兒患自閉症和其他疾病的風險很高。通過將這些嬰兒的圖像與其他嬰兒進行對比，科學家們希望能夠弄清楚，這些疾病產生時大腦中哪裡出現了問題。

科學家們將這些圖像進行處理，使其能夠清晰地表明基礎的解剖學特徵，比如視覺和聽覺皮層、灰質和白質，以及褶皺皮質的波峰和波谷。

研究人員們希望最終能夠獲得這些嬰兒的醫學和遺傳數據，並在他們長大後繼續進行測試，這將使得科學家們能夠深入理解大腦神經網路和解剖學特徵的精細變化是如何影響日後生活的。

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