一个世纪以来，科学家们坚信，构成我们体验、愿望与理想的脑内图景是由各个大脑区域通过数以万计的细胞间复杂网络交互作用所塑造的。然而，澳大利亚莫纳什大学特纳大脑与精神健康研究所对逾万份人类大脑活动图谱进行了深入研究后揭示，大脑的整体形态对思想、感知及行为的影响远超其错综复杂的神经联系，这一发现颠覆了以往的认知。
此项研究成果，在5月31日刊发于《自然》杂志上，它融合了物理学、神经科学与心理学的分析框架，颠覆了过去一个世纪以来侧重于复杂大脑网络影响力的理论模式，揭示了那些长期以来被忽视的脑部图像和活动之间存在密切联系。
Dr. James, a researcher at both the Turner Institute for Brain and Mental Health and the Institute of Psychological Sciences at Monash University, underscores the significance of these findings. Their implications streamline the investigation into cerebral functionality, maturation, and senescence, thereby enhancing our ability to correlate brain morphology directly with cognitive processes. This breakthrough not only illuminates potential pathways through which disparities in human behavior emerge but also paves a new avenue for understanding how the intricate architecture of the brain influences susceptibility to psychiatric and neurological conditions, offering novel insights into the multifaceted nature of human cognition and health.
该团队采用先进影像技术，对系统的各个组成部分进行了深入探索，特别是关注了它们在相同频率下表现的固有特性。这类本质模型，原本主要应用于物理、工程等科学领域的系统分析工作，如今已成功扩展至神经科学领域，特别是在大脑功能的研究上。此次研究的核心目标在于创新性地构建出一套方法体系，以期能够精准捕捉并描述大脑的复杂特性模式。
据研究小组阐述，犹如小提琴之音符在特定频率上振荡，取决于其弦线的长度、材质的密度与张力一般，大脑内部固有运作模式同样受制于一系列结构特性——包括其物理构成、几何布局乃至解剖学特征。然而，究竟哪一属性在其功能中扮演最为关键角色，至今仍是一个未解之谜。
研究团队对源自于脑部形态学与联接体模型特征模式的区别能力进行了深入对比分析。研究结果显示，基于大脑几何特性形成的特征图案，如边缘轮廓和曲率等元素，展现了在功能层面最为显著的解剖局限性，其作用类似鼓膜之于声音的传播。这一发现揭示了大脑结构与其功能表现之间的内在联系，并进一步阐明了形态与联接体对于理解脑部活动模式所具有的独特贡献。
通过数学建模，研究学者在理论上揭示了一个核心发现：脑部的整体波动运动，宛如池塘中投掷小石子后水面形成的涟漪之于水体形状的影响，有力地促成了几何结构与功能间紧密关联的形成。这一现象展现出自然法则以波浪形式贯穿大脑运作全过程的独特魅力。
