9月24日，以我校物理系無線電物理專業(yè)博士研究生門衛(wèi)偉為第一作者、范明霞為通訊作者的論文“The corpus callosum of Albert Einstein’s brain: another clue to his high intelligence?”發(fā)表在神經(jīng)科學領(lǐng)域權(quán)威期刊BRAIN（IF：9.915）雜志上。論文從愛因斯坦大腦胼胝體的角度出發(fā)揭示了其與常人不同之處。
門衛(wèi)偉正在查看正常人胼胝體(磁共振成像）
胼胝體是哺乳動物大腦中連接左右大腦半球最大的橫向神經(jīng)纖維束，左右大腦半球間聯(lián)系越密切則通過胼胝體的神經(jīng)纖維束也越多。門衛(wèi)偉在調(diào)研了大量 文獻的基礎(chǔ)上，用了近一年的時間開發(fā)了一套系統(tǒng)分析大腦胼胝體厚度的數(shù)據(jù)處理軟件，打破了國外研究小組在這一領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，并成功使用該軟件對愛因斯坦 大腦的胼胝體進行了研究。
該研究對2012年最新公布的愛因斯坦大腦圖片及兩組不同年齡段的正常健康志愿者大腦磁共振圖像數(shù)據(jù)進行了對比分析。研究發(fā)現(xiàn)愛因斯坦大腦胼胝體整體顯著厚于同年齡段的正常對照組，說明愛因斯坦在其去世時大腦非常健康，大腦萎縮不明顯。
為 了找出其大腦胼胝體的特異性，該研究又對52名青年高加索人(白種人)健康志愿者的大腦磁共振圖像進行了分析，該組人群平均年齡26歲與愛因斯坦1905 年發(fā)表四篇重要研究論文（光電效應、布朗運動、狹義相對論和質(zhì)能方程）時 的年齡相同，結(jié)果發(fā)現(xiàn)愛因斯坦大腦胼胝體在嘴部、膝部、體部、峽部和壓部均顯著厚于青年對照組?？紤]到人類的正常衰老大腦會萎縮以及大腦標本會縮水等因 素，愛因斯坦在其年輕時大腦胼胝體應該比其腦標本更大更厚，因此可以推斷愛因斯坦在其年輕時大腦胼胝體在以上部位應該比青年對照組更厚，范圍也應該更大。
研究使用的愛因斯坦大腦圖片
上圖為愛因斯坦與青年對照組的胼胝體厚度差異圖，紅黃色部分表示愛因斯坦胼胝體厚于青年組，藍色部分表示青年組胼胝體厚于愛因斯坦，下圖是有統(tǒng)計學差異的區(qū)域(FDR 校正)
以 上結(jié)果的發(fā)現(xiàn)可以部分揭示愛因斯坦大腦超凡的智力。通過胼胝體嘴部和膝部的神經(jīng)纖維束主要連接左右大腦半球的前額葉和眶額皮層，這些腦區(qū)主要 涉及計劃、推理、決策、執(zhí)行功能等高級認識活動，這一結(jié)果與前人研究發(fā)現(xiàn)的愛因斯坦大腦前額葉相對擴張是一致的，這為愛因斯坦超凡的智力和非凡的思想實驗 提供了解剖學基礎(chǔ)。通過胼胝體體后部和峽部的神經(jīng)纖維束主要連接左右大腦半球的運動感覺皮層區(qū)，這一差異主要與其從小練習小提琴有關(guān)（雙手更加靈活）。前 人研究顯示愛因斯坦大腦右半球與左手對應的腦區(qū)呈現(xiàn)一個增大的“Ω”形狀，這一特征在弦樂或鍵盤音樂家大腦上均有發(fā)現(xiàn)。通過胼胝體峽部和壓部的神經(jīng)纖維束 主要連接左右大腦半球的頂上、頂下小葉以及視覺皮層區(qū)。頂上小葉主要涉及空間注意、空間想象、心算和數(shù)字記憶等；頂下小葉主要與數(shù)學運算、空間知覺及視動 整合有關(guān)；視覺皮層區(qū)主要與視覺信息處理和閉眼時的想象有關(guān)。這些結(jié)果與之前發(fā)現(xiàn)的愛因斯坦大腦頂葉比常人寬15%、大腦頂內(nèi)溝結(jié)構(gòu)比常人復雜以及左側(cè)頂 下小葉膠質(zhì)細胞與神經(jīng)細胞比值顯著大于正常人等發(fā)現(xiàn)相一致。該研究結(jié)果揭示了愛因斯坦超凡的認知能力不僅與其獨一無二的皮層結(jié)構(gòu)和組織學有關(guān)，同時還與其 增強的大腦半球間的聯(lián)系相關(guān)，從而部分地揭示了愛因斯坦大腦的秘密。
美國佛羅里達大學人類學家Dean Falk教授正在展示愛因斯坦大腦圖片
門衛(wèi)偉與導師范明霞副教授（左）
該研究工作得到了美國佛羅里達大學人類學家Dean Falk教授（http://deanfalk.com/）的鼎力相助， Falk教授對愛因斯坦大腦有深入研究，曾發(fā)表過兩篇關(guān)于愛因斯坦大腦的研究論文，該研究中愛因斯坦大腦圖片即來自于其2012年發(fā)表在BRAIN上的論文。
該研究中所開發(fā)的胼胝體分析軟件可廣泛應用于腦科學研究，不僅可以分析不同人群間的胼胝體形態(tài)與厚度分布還可以通過磁共振彌散張量成像(DTI)技術(shù)進一步分析胼胝體內(nèi)部神經(jīng)纖維束的微觀屬性。