这张图片显示了大脑中最能区分个体的功能连接。（图源：Emily Finn）每个人都是独一无二的。你可以通过DNA、指纹、个人偏好和行为来识别一个人。但耶鲁大学的一项新研究表明，我们还有另一个独特的标识符：我们大脑的工作方式。“我们都有这种直觉，人是独一无二的。我们都有自己的长处和短处，自己的怪癖和个性，自己擅长什么以及如何处理事情，”该研究的联合第一作者、耶鲁大学神经科学博士生Emily Finn说。“从外面很容易观察到……但很难在大脑活动中找到相关的联系。”然而，正是大脑才使得所有这些差异成为可能。了解这一点后，Finn和另一位联合第一作者、耶鲁大学副研究员Shen Xilin（沈希林）使用功能性磁共振成像（fMRI）扫描来查看我们的大脑是否拥有能够区分一个人与另一个人的独特“指纹”。
大脑身份识别
为了实时了解大脑特定区域的运作方式，科学家们使用fMRI技术在一个人完成特定任务时反复扫描其大脑。这项非侵入性技术测量流向大脑特定区域的血液量——更多的血液表明更多的活动。大多数fMRI研究都会对研究人群的大脑功能进行平均化处理，这使得科学家们能够了解大脑的哪些部分在特定情况下会起作用。Finn说，科学家们普遍认为，从单个人的fMRI扫描中很难获得有意义的信息。Finn和Shen想要挑战传统的观念。他们扫描了126名参与人类连接组计划的参与者在大脑执行多项不同任务时的图像。他们绘制了前额叶皮层和顶叶的连接图——这些是最近进化的、与注意力、语言等复杂功能相关的大脑区域——以建立每个人的连接性档案。他们发现，每个人的大脑活动档案确实是独一无二的。“同一大脑执行两个不同的任务，看起来总是比两个不同的相同大脑执行相同任务更相似，”Finn说。“这可能看起来很直观，但在该领域之外，却一直没有人能够证明这一点。”他们的研究于周一发表在Nature Neuroscience上。
预测表现
除了证明每个人的连接性档案是独特的且可区分的之外，Finn和Shen还试图确定是否可以利用这些档案数据来准确预测某人在测试中的表现。为了衡量表现，他们首先开发了一个预测模型；然后，他们将126次重复地移除一个受试者的档案，并将剩余的125名受试者输入他们的模型，以查看模型是否能准确预测该人在衡量推理能力和模式识别能力的测试中的表现。因为他们有受试者的实际测试结果，所以他们可以看到模型与实际结果的匹配程度，并发现模型能够以统计学上的显著方式预测表现。“它的准确率比随机猜测要高，”Finn说。“当然，它并不完美。”
fMRI扮演更重要的角色
Finn说，研究的预测部分“更多的是一个原理证明”，表明大脑档案可以与认知行为相关联。“如果我们能预测这一点，”Finn说，“也许我们就能预测一些我们无法通过测试来衡量的事情，比如精神疾病的风险，或者谁对某种药物反应最好。”她说，正是这些促使她和团队中的其他人进行了这项工作。“作为一名科学家，你喜欢认为你对大脑的发现有一天能帮助人们，”Finn说。她想看看是否有办法从临床角度让fMRI扫描更有用，让医生有一天能从扫描中得知一个人患精神疾病的风险是否较高，并据此制定支持计划来改善他们的预后。Finn说，目前，fMRI扫描仅限于研究环境使用，因为从中获取可用信息的难度较大。相反，结构MRI（拍摄大脑的静态照片）被定期用于诊断大脑问题，如肿瘤或中风。“我认为，开展这类工作并拓展我们从单个扫描中获取信息的界限，是让这项大脑扫描技术具有现实应用性的第一步，”Finn说。
