摘要
你大脑的哪个部分帮助你与他人交谈和理解他人?通过脸来识别你的朋友怎么样?或者你还记得上次吃你最喜欢的甜点吗?在这篇文章中，我们将介绍EduCortex，这是一个免费的教育工具，可以让你玩一个3D大脑，来发现大脑的不同部分是如何一起工作来帮助你做事的。通过点击大脑，你会看到与所选大脑区域最相关的单词。例如，输入一个像“语言”这样的单词，你就可以看到大脑中与语言相关的部分。EduCortex的工作原理是利用在线信息收集，自动检查14,000多篇科学论文，看看每篇论文的内容是如何与大脑的不同部分联系起来的。
什么是Educortex?
EduCortex是一个帮助人们了解大脑的教育工具。EduCortex可以让你玩一个3D大脑，了解大脑的哪个部分执行哪些功能[1］1。当你第一次访问EduCortex网站时，你会看到一个彩色的人类大脑(图1)．真实的人类大脑是一个灰色的器官，由于血液流动而带有红色调，但你在EduCortex中看到的大脑是不切实际的彩色，以帮助你学习。EduCortex大脑显示大脑皮层这是大脑的外表面。如果皮肤和头骨被移除，这是头部的一部分。请注意，这个工具中的大脑是许多成年人大脑的平均值，但每个人的大脑有不同的形状和大小。
- 图1 -修改后的EduCortex屏幕截图。
- 照片中显示了大脑的左半部分，而右半部分大部分都隐藏在视线之外。标签和卡通眼睛显示了大脑的方向。大脑的颜色与我们词汇云中的彩色单词相对应。图2)，比如大脑中红色区域执行与运动技能(物理运动)相关的功能，绿色区域执行与记忆相关的功能。
你可以点击并拖动大脑来旋转它，你可以使用鼠标上的滚轮(或右键单击并拖动)来使大脑变小或变大。点击右上方的“打开控件”，可以找到其他相机工具2。在屏幕的右下方，有一个字云。单词的颜色与你在大脑中看到的颜色相匹配。例如，运动技能(与身体运动相关的功能)在单词云上被标为红色，大脑中与身体运动相关的区域也被标为红色。词云中的单词代表了那些最能解释每个区域的大脑活动的术语，这些信息是由数千篇科学论文汇编而成的3.。
如果你点击大脑的任何地方，屏幕左侧就会显示一列带下划线的单词。这些是与你点击的大脑区域最相关的术语(在6毫米内)。试着点击其中一个词，大脑就会改变颜色。大脑中红色的部分是与你点击的术语相关的区域，红色越深表示联系越强——这些是区域大多数涉及您所单击的单词所描述的功能。你可能会注意到，大多数搜索词并不仅仅映射到大脑的某一个部分。这是因为，对于大多数任务，大脑在相互交流的区域网络中工作。
在屏幕左侧还有一个搜索框。试着输入一个单词，比如“语言”、“脸”或“记忆”。你也可以输入解剖学上的单词，如果你知道的话，比如“枕叶”——处理眼睛信息的大脑叶。当你点击“Go”时，大脑将再次改变颜色，与搜索词高度相关的大脑区域将显示为红色。
大脑地图
大脑地图是EduCortex的一个组成部分。大脑地图与世界地图类似。世界地图显示了不同大陆和国家的信息，大脑地图显示了大脑不同部位的信息。当你在EduCortex中输入“语言”时，它会显示出一幅大脑地图，其中较红的区域与语言处理有关。EduCortex的大脑地图是根据14371篇关于大脑的科学论文构建的!
所有这些科学论文是如何变成每个学期的单一大脑地图的?首先，每篇论文都贴上了一组在论文中频繁出现的术语。其次，对于每个学期，每篇论文中报告的大脑位置都被记录下来。第三，对于每个大脑位置，计算每个术语在所有论文中出现的概率。最后，为每个术语创建了一张大脑地图，其中概率越高，大脑位置越红。EduCortex将所有这些大脑地图显示在一个3D交互式网络浏览器中。
词云
词云是EduCortex的另一个重要组成部分。我们创造了一组术语，最好地解释了所有科学论文中描述的大脑活动。这是什么意思呢?想象一下，你只能选择三种可以混合在一起的食物来做你的一餐。你的清单上有什么?例如，你可以把面包、西红柿和奶酪放在列表上，做一个披萨。但是面包、西红柿和奶酪不能让你做麦片、冰淇淋或水果沙拉。相反，你可能希望你的三种食物中的每一种都是更基本的食材，比如面粉、鸡蛋和牛奶。当以不同的量组合时，更基本的食材可以做出更多的菜肴。这或多或少描述了我们使用的技术，叫做主成分分析［4，只不过我们使用了与大脑相关的术语，而不是食物。
我们从科学论文中与大脑相关的950个术语开始，绘制了与这些术语相关的大脑位置地图。然后，我们使用主成分分析将950张脑图简化为只有三张脑图，当以各种方式组合时，可以合理地创建原始的950张脑图。然后，我们询问950张大脑地图中哪一张对这三张简化的大脑地图影响最大。云这个词描述了这些术语(图2)．
- 图2 -大脑的颜色图1与EduCortex单词云中的单词颜色有关。
- 例如，大脑的红色部分与物理运动(“运动”)有关。词汇云是用一种叫做主成分分析的技术创建的，在这种技术中，对三个简化的大脑地图产生最大影响的词汇被显示出来。
大脑显示出功能专业化
EduCortex的一个重要教育用途是帮助您了解大脑的不同部分是如何参与不同的功能的。几个世纪以来，许多研究人员和医生一直在通过解剖尸体的大脑来研究和标记动物和人类大脑的结构。幸运的是，多亏了现代大脑成像技术，我们现在可以研究人类的大脑。研究人员让人们在大脑扫描仪中执行某些任务，以观察大脑的哪些部分变得活跃。把许多研究的证据放在一起，可以告诉我们大脑的哪些部分专门负责执行某些功能。这叫做功能专业化，这是使用EduCortex很容易看到的一件事。
功能专业化指的是大脑的不同部分如何发挥不同的作用。例如，大脑的后部大量参与处理视觉信息，让你看到并理解你所看到的，而大脑的顶部大量参与物理感觉和运动，比如在你走路去学校的时候感觉太阳照在你背上的热量。大脑也可以专门处理非常具体的行为。例如，大脑皮层中有一个叫做梭状回面部区的区域似乎专门处理人脸[5］．尝试在EduCortex中输入“face”来查看该区域的位置。
尽管在功能上有这种专门化，但人脑不能被描述为数千个功能上相互独立的区域。大脑的不同区域总是在相互交流，创建一个大规模的网络[6］．当你探索EduCortex时，你会发现大脑的某个区域通常不会单独执行某项功能。此外，大脑区域是出色的多任务处理者，经常涉及许多不同的功能!
结论
大脑是人体中最复杂的器官，由于这种复杂性，很难了解大脑的结构及其工作原理。我们希望EduCortex能有所帮助!如果你想知道，“大脑的哪个部分处理面孔?”，那么你就可以用EduCortex搜索“face”，你会发现激活主要发生在梭状回的面部区域[5，大脑其他区域的激活量较小。你也可以通过点击大脑区域来执行相反的过程，以查看与该区域相关的术语。这让你可以自由地探索大脑的布局，了解功能专业化。如果你想了解更多关于大脑结构的学名，EduCortex也能帮到你!我们认为，EduCortex将有助于儿童和成年人更好地了解大脑的外观和功能。我们希望你喜欢使用EduCortex来了解大脑!
术语表
大脑皮层：↑大脑的最外层。
主成分分析：↑一种将数据简化为由最重要的部分组成的小组的方法。
功能专业化：↑大脑的不同区域有不同的功能。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
脚注
1.↑你可以使用EduCortexwww.paulscotti.com/educortex
2.↑我们使用了一个名为PyCortex的软件库[2来可视化并与大脑互动。
3.↑这个过程由在线数据库Neurosynth自动完成[3.］．
参考文献
[1]↑Scotti, p.s.， Kulkarni, A.， Mazor, M.， Klapwijk, E.， Yarkoni, T.， and Huth, A. G. 2020。EduCortex:基于浏览器的功能磁共振元分析图的三维大脑可视化。J.开源教育。3:75。doi: 10.21105 / jose.00075
[２]↑高，J. S.，胡特，A. G.，莱斯克罗特，M. D.和格兰特，J. L. 2015。Pycortex:一种用于功能磁共振成像的交互式表面可视化器。前面。Neuroinform。9小时23分。doi: 10.3389 / fninf.2015.00023
[3]↑Yarkoni, T, Poldrack, R. A, Nichols, T. E, Van Essen, D. C, and Wager, T. D. 2011。人体功能神经成像数据的大规模自动化合成。Nat方法。8:665。doi: 10.1038 / nmeth.1635
[4]↑皮尔森，1901。在空间中最接近点系统的直线和面上。费罗斯。玛格。2:559 - 72。doi: 10.1080 / 14786440109462720
［5］↑坎维舍，N.，麦克德莫特，J.， Chun, M.， 1997。梭状面区:人类纹外皮层中专门负责面部知觉的一个模块。j . >。17:4302-11。doi: 10.1523 / jneurosci.17 - 11 - 04302.1997
[6]↑Bellec, P.， Perlbarg, V.， Jbabdi, S.， Pélégrini-Issac, M.， Anton, J. L.， Doyon, J.等。2006。利用功能磁共振成像(fMRI)识别大脑中的大规模网络。科学杂志。29:1231-43。doi: 10.1016 / j.neuroimage.2005.08.044