历史上，科学研究主要集中在脑灰质上，而同样重要的白质却长期被忽视。然而，最近一项突破性研究利用功能性磁共振成像（fMRI）检测到白质中显著的大脑活动。当受试者执行任务时，研究人员观察到白质中的血氧水平依赖（BOLD）信号显著增加。这一发现挑战了关于大脑活动的传统观念，并强调了白质在理解多种脑部疾病中的潜在重要性。

关键发现

1. 白质中的BOLD信号：由John Gore博士领导的范德比尔特大学团队利用fMRI技术在白质中检测到BOLD信号，表明白质中也存在大脑活动。

2. 任务驱动的信号变化：当受试者在研究中执行任务时，整个大脑白质中的BOLD信号显著增加。

3. 与脑部疾病的关联：尽管目前对这些白质信号的完整意义尚不明确，但它们被认为具有重要价值，尤其是许多脑部疾病（如癫痫和多发性硬化症）会破坏大脑的“连接性”。

研究背景

人类大脑由两种物质组成：神经细胞体（灰质）和轴突（白质）。灰质负责处理感觉、控制自主运动以及支持语言、学习和认知功能，而白质则负责连接细胞并将信息传递到身体其他部位。长期以来，科学家们主要关注大脑皮层的灰质，认为那是大脑活动的核心区域，而忽视了占大脑一半体积的白质。范德比尔特大学的研究团队正试图改变这一现状。

研究方法与发现

范德比尔特大学成像科学研究所主任John Gore博士及其团队多年来一直使用fMRI技术检测白质中的BOLD信号，这是大脑活动的关键标志。在他们最新发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的论文中，研究人员报告称，当受试者在fMRI扫描中执行任务（如扭动手指）时，整个大脑白质中的BOLD信号显著增加。

论文的第一作者、范德比尔特大学医学中心放射学和放射科学助理教授Kurt Schilling博士表示：“我们尚不清楚这一现象的具体意义，但我们知道白质中确实存在强烈的信号。”他指出，这一发现非常重要，因为许多脑部疾病（如癫痫和多发性硬化症）会破坏大脑的连接性，这表明白质中可能发生了某些变化。

未来研究方向

为了进一步探索这一现象，研究人员计划继续研究在精神分裂症、阿尔茨海默病等脑部疾病中观察到的白质信号变化。他们还将通过动物研究和组织分析，试图确定这些变化的生物学基础。

在灰质中，BOLD信号反映了神经细胞活动增加时血流量（和氧气）的上升。研究人员推测，白质中的轴突或维持髓鞘的胶质细胞在脑部活动时可能也会消耗更多氧气，或者这些信号可能与灰质中的活动有关。

研究意义

Schilling博士指出，即使白质中没有发生生物学变化，“信号的变化仍然存在，且在不同白质通路中表现出不同的变化模式，这是独一无二的发现。”长期以来，白质信号被忽视的原因之一是其能量较低，难以与大脑的背景“噪音”区分开来。范德比尔特大学的研究人员通过让受试者重复执行视觉、语言或运动任务，并对多个白质通路的信号进行平均处理，提高了信噪比。

Schilling博士强调：“过去25到30年里，我们忽视了大脑的另一半。”一些研究人员不仅忽略了白质信号，甚至将其从脑功能报告中删除。范德比尔特大学的研究结果表明，许多fMRI研究可能“不仅低估了大脑激活的真实范围，还可能遗漏了MRI信号中的关键信息”。

结论

这项研究提供了强有力的证据，表明与灰质类似，大脑中的所有白质在响应多种刺激时都会表现出时间锁定的BOLD信号变化。这一发现挑战了功能局部化的传统观念，并颠覆了将白质BOLD信号视为需要去除的伪迹的主流观点。

参考文献
Schilling, K. G., et al. (2023). "Whole-brain, gray, and white matter time-locked functional signal changes with simple tasks and model-free analysis." Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2306831120