通过观察个体在观看电影片段时的大脑活动，神经科学家们开发了迄今为止最全面的大脑功能图谱。该分析使用功能性磁共振成像(fMRI)进行，发表在Cell Press期刊《Neuron》上，阐明了参与者在观看《盗梦空间》、《社交网络》和《小鬼当家》等众多独立电影和好莱坞电影的短片时，各种大脑网络如何激活。研究团队识别出在处理涉及人、无生命物体、动作序列和对话的场景时所起作用的不同大脑网络。他们进一步发现，不同的执行网络在简单或难以跟随的场景中是如何被利用的。
通过观察个体在观看电影片段时的大脑活动，神经科学家们开发了迄今为止最全面的大脑功能图谱。该分析使用功能性磁共振成像(fMRI)进行，发表在Cell Press期刊《Neuron》上，阐明了参与者在观看《盗梦空间》、《社交网络》和《小鬼当家》等众多独立电影和好莱坞电影的短片时，各种大脑网络如何激活。研究团队识别出在处理涉及人、无生命物体、动作序列和对话的场景时所起作用的不同大脑网络。他们进一步发现，不同的执行网络在简单或难以跟随的场景中是如何被利用的。
“我们的研究代表了首次尝试在自然条件下绘制大脑的不同区域和网络，”麻省理工学院(MIT)的神经科学家、第一作者Reza Rajimehr解释道。
大脑由多个相互连接的区域组成，形成与我们的感知和行为相关的功能网络。大多数功能网络研究涉及在个体休息时进行的fMRI扫描，但许多大脑区域在没有外部刺激的情况下可能不会被充分激活。
在此次调查中，研究人员旨在查看在fMRI扫描期间观看电影是否能够揭示大脑的功能网络如何响应复杂的音视刺激。
“使用静息态fMRI时，没有主动刺激——人们只是参与内部思考，因此不清楚是什么触发这些网络，”Rajimehr说。“然而，通过我们的电影刺激，我们可以分析各种大脑网络对电影不同元素的反应。”
为了绘制观看电影时的大脑活动，研究人员利用了人类连通组计划中先前收集的fMRI数据集，该数据集包含176名年轻人在观看各种独立电影和好莱坞电影的短片时的整脑扫描，这些短片总时长为60分钟。
团队对所有参与者的大脑活动进行了平均，并应用机器学习技术来识别大脑皮层中的脑网络。接下来，他们探讨了这些网络的活动如何与电影逐场内容相一致，这些内容包括人类、动物、物体、音乐、语言和叙事。
他们的发现识别出24个与特定感官或认知处理任务相关的脑网络，例如识别人面部和身体、运动、地标、人类与物体的交互、语言以及社会动态。
此外，他们观察到“执行控制领域”——负责计划、解决问题和信息优先排序的脑区——与更多专门功能区域之间存在反比关系。在复杂或模糊的场景中，执行控制区域的活动增加；相反，在更清晰的场景中，某些与特定功能相关的区域，如语言处理，更为活跃。
“执行控制功能通常在认知需求高的挑战性任务中被激活，”Rajimehr表示。“在更清晰的场景中，例如在简单对话中，语言处理区域被激活，而在涉及上下文、意义和模糊性的复杂场景中，大脑转向依赖更一般的执行控制领域。”
由于本文中呈现的分析基于平均大脑活动，研究人员建议未来的研究可以探讨大脑网络功能在个体之间、不同年龄组之间或发展性或精神疾病患者之间的变化。
“在即将进行的研究中，我们可以分析个体主观图谱，使我们能够将每个人独特的大脑图谱与他们的行为特征联系起来，”Rajimehr补充道。“目前，我们正在深入探讨每个电影画面中特定内容如何刺激这些网络——例如，考察语义和社会情境，或角色及其背景之间的关系。”
