大腦，那是一個(gè)由數(shù)十億突觸構(gòu)成的神奇器官，時(shí)刻都在以紛繁復(fù)雜的模式與序列發(fā)送著信號(hào)。我們的每一個(gè)思緒、每一種情感，乃至各種身體功能的正常運(yùn)作或是出現(xiàn)功能障礙，都源于這些復(fù)雜的電活動(dòng)過程。所以，搞清楚大腦網(wǎng)絡(luò)究竟是怎樣連接的，以及這些連接背后所蘊(yùn)含的意義，對(duì)于我們深入理解心理健康、認(rèn)知機(jī)制，乃至探尋是什么造就了人類獨(dú)有的特質(zhì)，都有著至關(guān)重要的作用。

　　然而，這絕非易事。在過去的幾個(gè)世紀(jì)里，科學(xué)家與醫(yī)生們已然對(duì)大腦的結(jié)構(gòu)以及化學(xué)特性展開了深度探究，可遺憾的是，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們對(duì)于大腦連接方面的特性，一直沒能達(dá)到較為深刻的理解程度。就如同物理學(xué)家愛默生·M·皮尤所說的那樣：“如果大腦簡(jiǎn)單到能讓我們理解，我們的思維就會(huì)簡(jiǎn)單到無法理解大腦。”這也側(cè)面反映出大腦的復(fù)雜程度之高，想要深入洞悉它是多么大的一個(gè)挑戰(zhàn)。要是沒有大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)以及人工智能這些新興技術(shù)的出現(xiàn)，想要真正深入了解大腦，那簡(jiǎn)直就如同科幻小說里遙不可及的幻想一般。畢竟如今來看，大腦復(fù)雜性所帶來的挑戰(zhàn)，歸根結(jié)底就是數(shù)據(jù)處理方面的挑戰(zhàn)，不過好在這或許是我們有能力去攻克的，而且還是最為偉大、最令人激動(dòng)的數(shù)據(jù)難題。

　　那到底什么是連接組學(xué)呢？其實(shí)啊，構(gòu)成人類大腦的那些錯(cuò)綜復(fù)雜的腦網(wǎng)絡(luò)連接，就被稱作大腦連接組。它主要是大腦皮層和皮層下結(jié)構(gòu)（也就是統(tǒng)稱為灰質(zhì)的部分）之間的白質(zhì)，這些連接就宛如電腦里的電線一般，承擔(dān)著在大腦各個(gè)功能區(qū)之間傳遞信息的重任。想象一下，計(jì)算機(jī)里眾多獨(dú)立的連接，它們攜帶著來自不同且高度復(fù)雜的處理單元的數(shù)據(jù)，大腦中的連接也是如此這般發(fā)揮作用的。而連接組學(xué)呢，它是一種借助計(jì)算機(jī)來構(gòu)建以及分析大腦功能和結(jié)構(gòu)連接圖的大數(shù)據(jù)方法。“連接組學(xué)”這個(gè)詞是從“基因組學(xué)”衍生而來的，“基因組學(xué)”是利用大數(shù)據(jù)去研究生物體遺傳學(xué)的學(xué)科。英文的“Connectomics”（連接組學(xué)）沿用了“-omics”（組學(xué)）這個(gè)后綴，正是因?yàn)槎卟捎昧讼嗨频难芯渴侄危簿褪峭ㄟ^大數(shù)據(jù)去分析海量的數(shù)據(jù)集，進(jìn)而構(gòu)建出人類連接組的數(shù)字化圖譜。而且，纖維束成像還是一種能將大腦“連接組”進(jìn)行可視化呈現(xiàn)的方式呢。

　　回顧人類大腦圖譜的發(fā)展歷程，早在1909年，德國(guó)神經(jīng)學(xué)家柯比尼安·布羅德曼就依據(jù)大腦表面的解剖學(xué)以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對(duì)大腦做了極為細(xì)致的分類。他所構(gòu)建的模型把人腦劃分成了大約47個(gè)部分，也就是所謂的“分區(qū)”，并且還給每個(gè)分區(qū)賦予了相應(yīng)的功能作用。比如說，4區(qū)負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)功能，17區(qū)負(fù)責(zé)視覺處理等等。布羅德曼是通過對(duì)大腦皮層的細(xì)胞特性展開研究，嘗試去界定細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化的邊界來完成這個(gè)分類的。在隨后的一個(gè)世紀(jì)里，后續(xù)的諸多研究從多個(gè)角度對(duì)這個(gè)早期的“大腦分區(qū)圖”進(jìn)行了驗(yàn)證。我們也確實(shí)發(fā)現(xiàn)，4區(qū)如果受到損傷，就會(huì)引發(fā)持續(xù)性的運(yùn)動(dòng)障礙，而17區(qū)受損則會(huì)導(dǎo)致視覺障礙。運(yùn)用類似的技術(shù)手段，甚至還增加了幾個(gè)新的區(qū)域，或者從原有的區(qū)域里進(jìn)一步細(xì)分出了新的部分。

　　不過，布羅德曼的這個(gè)模型在闡釋更為復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)功能時(shí)，存在著明顯的局限性。首先，他識(shí)別大腦功能區(qū)的方法并非完全精準(zhǔn)，這就好比僅僅考察地球表面，并不能切實(shí)有效地劃分出國(guó)家、州以及城市的邊界一樣。實(shí)際上，這個(gè)模型并沒有說明大腦中不同區(qū)域之間是如何相互作用的，就如同世界地圖沒辦法提供地緣政治方面的深刻見解一樣。要知道，如今我們都清楚這些區(qū)域間的相互作用對(duì)大腦的重要活動(dòng)起著關(guān)鍵作用，像理解力、情感以及思考能力等，一旦這些活動(dòng)受到損害，還會(huì)引發(fā)諸如抑郁癥、自閉癥以及精神分裂癥這類精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病呢，可對(duì)于這些大腦活動(dòng)，我們此前了解得太少了。

　　具體來說，布羅德曼“大腦分區(qū)圖”的局限性體現(xiàn)在多個(gè)方面。其一，在不同區(qū)域之間能夠觀察到的物理差異，不一定就和它們所執(zhí)行的功能存在關(guān)聯(lián)；其二，該模型會(huì)把實(shí)際執(zhí)行著不同且不相關(guān)功能的多個(gè)區(qū)域劃分到同一個(gè)組里；其三，它沒辦法解釋除了像動(dòng)作、語言這類基本功能之外的其他區(qū)域情況，即便有所涉及，那也是過度簡(jiǎn)化了；其四，它僅僅研究了大腦的灰質(zhì)，卻忽視了將灰質(zhì)連接在一起的白質(zhì)；其五，對(duì)于不同的個(gè)體，尤其是那些腦部有損傷的人來說，大腦內(nèi)部的分區(qū)情況是存在差異的。在現(xiàn)實(shí)中，我們看到關(guān)于路面導(dǎo)航以及探索外界的技術(shù)變得越來越強(qiáng)大、越來越便捷了，可對(duì)于大多數(shù)的醫(yī)生和研究人員而言，大腦的導(dǎo)航技術(shù)以及探究大腦的工具，卻長(zhǎng)時(shí)間沒有取得大范圍的進(jìn)步。就好像僅憑世界地圖，我們難以理解國(guó)家和文化之間那種復(fù)雜的相互關(guān)系與相互作用一樣，布羅德曼的地圖對(duì)于我們理解復(fù)雜的大腦功能以及與之相關(guān)的腦疾病，所能起到的作用著實(shí)有限。

　　好在2009年的時(shí)候，人類連接組計(jì)劃（HCP）啟動(dòng)了，并且開展了為期五年的工作，旨在以數(shù)字化的方式繪制人類大腦的結(jié)構(gòu)和功能神經(jīng)連接。這個(gè)一開始耗費(fèi)3850萬美元的項(xiàng)目，起始于美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的藍(lán)圖大挑戰(zhàn)基金，還聯(lián)合了像華盛頓大學(xué)、牛津大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)、哈佛大學(xué)以及加州大學(xué)洛杉磯分校這些世界頂尖的神經(jīng)科學(xué)機(jī)構(gòu)。在先進(jìn)的基于磁共振技術(shù)的助力下，超過一千名受試者都接受了詳盡的大腦研究。人類連接組計(jì)劃（HCP）對(duì)大腦繪制技術(shù)做出了實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，甚至可以說是徹底革新了用于研究大腦的相關(guān)術(shù)語和語言。最終，這個(gè)計(jì)劃帶來的研究成果就是一個(gè)全新腦圖譜的誕生，也就是HCP（人類連接組計(jì)劃）分區(qū)，或者說是腦圖譜，它是依據(jù)各個(gè)區(qū)域的功能作用以及它們?cè)诠δ芎徒Y(jié)構(gòu)上的連接方式來界定獨(dú)立腦區(qū)的。這里面涵蓋了之前研究過的83個(gè)區(qū)域，還包含了此前未曾知曉的97個(gè)區(qū)域，如此一來，每個(gè)半球就共有180個(gè)區(qū)域了。值得一提的是，這個(gè)腦圖譜所提供的詳細(xì)信息，能夠?qū)Ω鼮楦呒?jí)的大腦功能進(jìn)行闡釋，而且它還“簡(jiǎn)單”到可以讓神經(jīng)科學(xué)家、計(jì)算機(jī)以及人工智能方便地對(duì)其進(jìn)行分析。

　　可以說，連接組學(xué)的出現(xiàn)以及相關(guān)研究的推進(jìn)，正一點(diǎn)點(diǎn)改變著我們對(duì)大腦的固有認(rèn)識(shí)，讓我們朝著揭開大腦神秘面紗的道路上不斷邁進(jìn)，為后續(xù)進(jìn)一步探索大腦的奧秘、攻克相關(guān)疾病等諸多方面都奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也讓我們對(duì)未來在大腦研究領(lǐng)域能取得更多成果充滿了期待。