“功能性磁共振成像显示大脑有一个全球一致的空间结构，但科学家们还没有就正确的方式来编目这种结构达成共识。我们证明，少量的时空模式可以完成这项工作，”加州大学洛杉矶分校神经科学和人类行为研究所大脑连接与认知实验室主任、精神病学和生物行为科学教授Lucina Uddin说。该实验室的统计学家、该研究的第一作者泰勒·博尔特(Taylor Bolt)说:“我们表明，此前观察到的大量经验现象是三种主要时空模式的表现。”

这项研究以自发的低频率血氧水平依赖(BOLD)波动为中心，这是20世纪90年代发现的一种现象。自发波动已经受到越来越复杂的分析技术的影响，导致了对大规模功能性大脑组织的竞争描述的大格局。一些研究人员强调了大脑皮层各区域同时同步的现象——作者称之为“站立”或“静止”波结构。其他研究人员强调了大脑皮层各区域的时滞同步——作者称之为“传播”或“旅行”波结构。研究人员说，“几乎没有尝试通过不同的方法综合研究结果”。

Uddin把这种缺乏共识的情况比作印度的盲人和大象的寓言，在寓言中，每个人都遇到了大象的一个部分，然后得出一个不同于其他所有人的描述。她说:“这个寓言告诉我们，由于我们自己的观察有限而错过‘大局’的危险。”假设“固有功能脑组织的静止波和行波表征捕捉了少量时空模式的不同方面”，作者发现，一系列之前的观察可以统一在一个框架中建模驻波和行波结构。研究人员说，他们的发现提供了“对全球功能性大脑组织的描述，可以激发关于大脑活动协调机制的新假设。”

这项研究发表在2022年7月28日的《Nature Neuroscience》杂志上。

Taylor Bolt, Jason S. Nomi, Danilo Bzdok, Jorge A. Salas, Catie Chang, B. T. Thomas Yeo, Lucina Q. Uddin, Shella D. Keilholz. A parsimonious description of global functional brain organization in three spatiotemporal patterns. Nature Neuroscience, 2022