无创电生理学缺乏能够准确重建全脑时空动态、同时整合个体皮质几何结构的方法，使得目前的脑电图和脑磁图源成像受限于简单或生物不可信的约束条件。

2026年4月27日，南方科技大学刘泉影、顾东风、复旦大学陈亮共同通讯在Nature Biomedical Engineering在线发表题为“A geometry aware framework enhances noninvasive mapping of whole human brain dynamics”的研究论文。该研究提出了一个名为几何基函数（GBF） 的全新框架，巧妙地利用每个人大脑皮层独特的“地形图”（几何结构）作为生物学约束，显著提升了从EEG/MEG信号中反推出真实脑源活动的精度。

研究通过模拟数据、任务态EEG、静息态网络、颅内直接电刺激以及临床癫痫数据，系统地验证了GBF不仅定位精准，更能捕捉神经活动在毫秒级的快速传播路径，为解读大脑动态和临床精准诊疗提供了有力的新工具。

脑波是神经活动的一个核心特征，反映了跨不同脑区的同步振荡。这些波支撑着从感觉处理、运动控制到复杂认知任务的广泛功能。通过将大脑活动组织成大规模网络，协调的脑波支持着诸如注意力、记忆巩固、推理和意识等重要过程。因此，理解脑波动力学对神经科学至关重要。

鉴于脑波的高时间动态性，捕捉它们需要具有高时空分辨率的全脑成像。这种能力对于理解大脑如何在网络上协调复杂功能以及在癫痫等疾病中识别异常动态至关重要。此类成像进展可能改变绘制大规模静息态网络、精确定位任务相关区域以及描绘病理性网络的能力。因此，迫切需要一种能够以高时间和空间精度揭示全脑波的技术。实现这一点将大大增强人们对大脑动力学的理解，并改善临床诊断和靶向治疗。

脑电/脑磁图源成像的GBF框架（图源自Nature Biomedical Engineering）

在此，研究人员展示，将患者特定的几何基函数（GBF）—从每个个体的皮质表面推导出的本征模—作为强大的解剖约束融入成像，可以解决逆问题并提高重建保真度。该方法允许将源重建为神经动力学几何组织的线性组合。通过元源基准测试、任务诱发数据、静息态网络、颅内刺激和癫痫数据验证了GBF。结果表明，GBF具有高定位精度，并能捕捉与解剖通路一致的快速时空动态。这些发现表明，自发和诱发的全脑活动都可以通过数百个几何模态来描述，为神经源提供了一个紧凑而准确的表示。通过将皮质几何与电生理动力学相连接，GBF为科学和临床应用提供了一种多功能的源成像工具。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41551-026-01664-0