2021年1月20日，北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗室的龔高浪研究組在國際知名神經影像雜誌NeuroImage線上發表了題為“Sex-related human brain asymmetry in hemispheric functional gradients”的研究論文。該論文基於靜息態功能磁共振影像，結合最新的功能連線梯度（gradient）分析方法，首次揭示了左右半腦內部的功能層級模式、及其不對稱性與性別差異。 人腦的左右半球是兩個相互連線又相對獨立的功能模組，半腦內的功能層級結構是半腦內資訊加工的重要內部組織特性，其左右腦差異可能為大腦認知加工過程的偏側化現象提供了部分支撐。但迄今為止，缺乏針對左右腦功能層級結構差異的實證研究。

圖1：左右半球內的功能主梯度模式

鑑於此，龔高浪研究組利用HCP專案中右利手被試的靜息態功能磁共振影像，採用彌散對映嵌入演算法，透過提取能夠反映半腦內功能層級特性的主梯度模式，探究了半腦內功能層級特性在左右腦間的不對稱性及性別差異。結果表明，大腦左右半球內的功能主梯度存在著十分相似的空間分佈模式，且與全腦分析框架下的空間分佈模式高度相似，即初級感知覺皮層區域和預設網路相關腦區分別位於主梯度軸的兩端（圖1）。

統計分析則證實了該功能主梯度的整體全距(full range)存在細微但顯著的左腦大於右腦的偏側化，且這種左偏化程度在男性中要顯著的高於女性。在廣泛腦區上，其主梯度分數也呈現出了顯著的左右腦不對稱性和性別差異，且在額中回中部以及眶額溝後部等區域的不對稱性程度受到性別的調控，同樣表現為男性的左偏化程度顯著高於女性（圖2）。在多種不同的驗證性分析中，上述研究結果均得到了很好的復現，證明了這些發現的穩定性與可信度。

圖2：半球功能主梯度分數的不對稱性與性別差異

該研究首次利用功能連線梯度方法，揭示了左右腦半球網路內相似的功能層級結構及其不對稱性規律，為理解人腦功能偏側化的神經機制提供了重要線索，並進一步證實了性別在左右腦不對稱性中扮演的重要角色。 該論文的第一作者為梁新宇博士，龔高浪教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委、北京師範大學等單位的經費支援。 論文資訊：

Liang, X., Zhao, C., Jin X., Jiang Y., Yang L., Chen Y., Gong, G*. (2021). Sex-related human brain asymmetry in hemispheric functional gradients. NeuroImage, 229, 117761.https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.117761