投稿|你的大脑“指纹”,全球独一份

文 | 学术头条,作者 | 朱哼哼,编辑 | 王新凯
如何证明你是你自己?身份证?户口本?DNA?还是指纹...
【投稿|你的大脑“指纹”,全球独一份】大家有没有想过,或许我们装满智慧的大脑,更能证明我们是这个星球独一无二的存在?
近日,来自瑞士洛桑联邦理工学院医学图像处理实验室和神经假体研究中心的 Enrico Amico 教授及其团队,发表了一项新的研究,表明人类大脑同样具有独一无二的活动特征,即“大脑指纹” 。同指纹识别一样,通过大脑“指纹”也能精准识别不同个体 。
同时,研究人员还证实,大脑独一无二的活动特征最先出现在眼球运动、视觉感知相关的感觉区域,随后出现在与复杂认知功能相关的额叶皮层区域 。而阿尔兹海默病等神经退行性疾病患者随着疾病进展,大脑“指纹”特征似乎会逐渐消失 。
对此 Amico 教授表示,“我们的研究表明,只需要 1 分 41 秒就能获得人类大脑活动的“指纹”信息,这一信息最先出现在大脑视觉相关的感知区域,随着时间的推移,也会出现在复杂认知相关的额叶皮层区域 。未来,我们或许可以通过大脑‘指纹’监测来筛查潜在神经退行性疾病患者、自闭症患者、中风患者、甚至成瘾的患者 。”
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相关研究以“When makes you unique: Temporality of the human brain fingerprint ”为题发表在最新一期的 Science Advances 杂志上 。
每个人都有一个与众不同的大脑17 世纪中期,意大利著名组织学家兼医生马塞洛·马尔皮吉(Marcello Malpighi),首次观察到人体指尖上有明显的纹路和汗腺 。这一观察结果为后续的指纹与个体识别技术奠定了基础 。
如今,我们已经知道,每个人都有独一无二的指纹,指纹信息已经成为了人类身份认证的重要依据,在人类生活中被广泛应用 。例如手机指纹解锁、指纹门禁打卡、刑事案件侦破等等 。显然,指纹识别技术的出现让我们的生活变得更加快捷、更方便 。
然而,经常看电影的小伙伴们可能会发现,指纹是可以被盗取的 。因此,近年来,人们也研发出了一系列诸如视网膜识别、人脸识别等技术,用于指纹识别的补充 。
2015 年的时候,Finn 等人首次提出人类大脑存在特异性这一理念,并通过功能核磁共振成像技术(fMRI)证明,仅计算人类大脑功能连接,就能找到大脑“指纹” 。
简单地来说,fMRI 是通过测量神经细胞活动时所引起的血液氧气含量变化,来观察大脑不同区域的活动情况,可以像照相机一样记录大脑的活动状态 。
通过扫描出来的 fMRI 图像可以得到每个人的连接矩阵,由于不同的生活经历和后天环境,每个人大脑内部连接的方式都不一样,所以可以根据连接矩阵来判断是否为同一人 。
2016 年的时候,来自卡耐基梅隆大学的科学人员采用了五个数据库的数据,通过使用功能性核磁共振成像分析了 699 个人脑的连接图谱 。
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(来源:scitechdaily)
随后,该团队共开展了 17000 多次实验,最终证明,通过大脑功能核磁共振扫描,的确可以找到每个人独特的大脑“指纹”,并且再次扫描仍旧能够完美复现,确认身份 。研究人员还发现,就连同卵双胞胎的大脑之间也存在这种区别 。扫描结果显示,同卵双胞胎的大脑结构连接模式只有 12% 是相同的 。

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