7月28日，北京邮电大学人工智能学院脑认知与智能医学教研中心在《自然—通讯》在线发表论文，系统揭示了人脑皮层动态层级结构的组织规律。

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近年来，功能梯度理论揭示了人脑静态功能层级结构，为理解人脑皮层的功能组织模式提供了新的研究框架。感觉运动－联合（SA）轴进一步描述了人脑从负责感觉运动加工的初级皮层到负责高级认知加工的联合皮层的连续层级结构，但现有研究主要关注静态功能层级结构，对于人脑动态功能层级结构如何组织仍缺乏系统认识。

针对这一问题，研究团队提出新的功能测量——共波动分数，用于量化单个脑区对全脑瞬时共波动的贡献度。研究发现，人脑动态共波动并非随机变化，而是沿SA轴呈现稳定的层级组织模式，并随着全脑共波动振幅发生规律性转换：在高振幅状态下，感觉运动皮层主导全脑共波动；随着振幅降低，联合皮层逐渐成为全脑共波动的主要贡献者；在低振幅状态下，边缘系统占据主导地位。这表明，人脑功能系统的动态共波动模式受到SA轴约束，并随不同状态呈现有序的层级转换。

“这种动态层级结构在发育过程中不断形成。”论文第一作者、博士研究生金德智介绍说，“儿童至青春期阶段，不同脑区共波动模式沿SA轴逐渐分化并趋于稳定，最终形成具有层级化特征的人脑功能组织模式。”

这揭示了人脑皮层功能组织的一个基本原则，即在人脑活动的动态变化过程中，通过结构化的、分振幅的层级共波动模式形成稳定的沿SA轴的组织架构。从而建立了瞬时共波动与稳定层级结构之间的联系，为理解人脑功能网络如何动态组织和支撑复杂信息处理提供了理论框架。

“我们正推进该成果在孤独症等神经发育性障碍中的应用，并同步开展阿尔茨海默症和正常老化等相关研究，系统揭示脑疾病及衰老过程中人脑功能动态层级结构的组织规律，为脑疾病早期识别、精准诊断和个体化干预提供支撑。”论文通讯作者、北京邮电大学人工智能学院副教授何叶说。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-026-76011-701