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(guò)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(lèi)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(guò)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(kāi)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(méi)能達(dá)到較為深刻的理解程度。就如同物理學(xué)家愛(ài)默生·M·皮尤所說(shuō)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(wú)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(méi)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(shuō)里遙不可及的幻想一般。畢竟如今來(lái)看,，大腦復(fù)雜性所帶來(lái)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(guò)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(lèi)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(lái)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(lái)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?！斑B接組學(xué)”這個(gè)詞是從“基因組學(xué)”衍生而來(lái)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?，也就是通過(guò)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(lèi)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(lèi)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(lèi),。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(shuō),，4區(qū)負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)功能，17區(qū)負(fù)責(zé)視覺(jué)處理等等,。布羅德曼是通過(guò)對(duì)大腦皮層的細(xì)胞特性展開(kāi)研究,，嘗試去界定細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化的邊界來(lái)完成這個(gè)分類(lèi)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(jué)障礙,。運(yùn)用類(lèi)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(guò),，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(méi)有說(shuō)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(méi)辦法提供地緣政治方面的深刻見(jiàn)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(lèi)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(lái)說(shuō)，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(méi)辦法解釋除了像動(dòng)作,、語(yǔ)言這類(lèi)基本功能之外的其他區(qū)域情況，即便有所涉及,，那也是過(guò)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(lái)說(shuō),，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(lái)越強(qiáng)大,、越來(lái)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(méi)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(lèi)連接組計(jì)劃（HCP）啟動(dòng)了,，并且開(kāi)展了為期五年的工作，旨在以數(shù)字化的方式繪制人類(lèi)大腦的結(jié)構(gòu)和功能神經(jīng)連接,。這個(gè)一開(kāi)始耗費(fèi)3850萬(wàn)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(guò)一千名受試者都接受了詳盡的大腦研究。人類(lèi)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(shuō)是徹底革新了用于研究大腦的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和語(yǔ)言,。最終，這個(gè)計(jì)劃帶來(lái)的研究成果就是一個(gè)全新腦圖譜的誕生,，也就是HCP（人類(lèi)連接組計(jì)劃）分區(qū),，或者說(shuō)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(lái)界定獨(dú)立腦區(qū)的,。這里面涵蓋了之前研究過(guò)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(lái),，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?zhuān)宜€“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(shuō)，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(kāi)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(lái)在大腦研究領(lǐng)域能取得更多成果充滿了期待,。