前言
近年来，越来越多的研究开始关注ADHD大脑网络中的拓扑属性异常（多动症群体精神内耗严重？可能与这个大脑神经网络有关！ 多动症群体做计划有困难？可能跟这个大脑神经网络失调有关—— ），这篇文章我们就来介绍当前脑科学研究中的前沿---拓扑异常。
拓扑是一种数学概念，我们就把它简单理解为一种更高级的大脑神经分析方法就可以了。
大脑是一个相互连接的复杂系统，有了这个系统我们才能进行信息处理和行为表达，这也是人类区别于其他动物的看家本领。
由于大脑极其复杂，随着脑科学研究的深入，必须采用各种基于数学和计算机的方法去探究其奥秘，采用“脑网络拓扑属性”方法可以深化对大脑机制的问题研究。
这个脑网络简单地说，就是由“节点-----集合----边”构成一个脑网络。
ADHD的脑网拓扑属性异常
有研究者发现，ADHD患儿相比于正常儿童脑网络发育是延迟的，在拓扑属性上，ADHD患儿的额叶、颞叶、枕叶几个脑网络的节点连接效率都很低。
如果把ADHD大脑神经网络比做公司的话，这就好比一个公司（大脑）里面各个部门（对应大脑不同部位）之间信息沟通、协同的效率比较低。
所以，ADHD与注意力和决策等密切相关的脑区存在拓扑属性异常，这些异常会导致ADHD在生活中产生各种问题，值得注意。
ADHD大脑的小世界属性
1998年Watts和Strogatz在Nature上发表了《Collective dynamics of ‘small-world’networks》，首次提出了小世界网络，目前改论文已被引用超过四万。
小世界属性无处不在，人际关系中更会体现小世界属性。
我们会始终觉得自己好像在一个小圈子里，尤其是长期在某个行业里打拼，即使换了一个城市，好像还可以通过某个人又了解到之前的老朋友。
所以我们每个人就是社交网络里的一个节点，这些节点组成了我们自己的小世界网络。
小世界网络（small world）对应于规则网络（即所有节点仅与其最近邻居相关）和随机网络（即所有节点随机相关）之间的中间状态。
（左边是规则网络，中间是小世界网络，右边是随机网络）
最左侧的规则网络和最右侧的随机网络在经济效能上都有缺陷，而小世界网络则中和了这两种网络的优点，是一种最优解。
大量研究说明人类大脑具有小世界属性，即脑区节点与节点之间形成的小世界网络。
说白了就是大脑也是懒的，想要在经济高效最少能量的消耗下传播信息。
（左是正向网络，中间是小世界网络，右是随机网络）
仔细观察上图，想一下哪一种连接模式更加高效呢？
从代价-效能角度来看，正向网络的代价很低（因为它只有短连接的边，所以消耗的资源少），同时效能也很低（因为路径长度很高）。
随机网络的代价很高（因为它长连接的边很多，所以消耗的资源多），同时效能也很高（因为路径长度很小）。
小世界网络就结合了这两者的优势，即代价比较低（只有少量的长连接边），但是效能很高（正是因为有少量的长连接边，所以路径长度较小）。
所以说，人类大脑是较低消耗，但是效能很高的小世界网络。
有研究对19名ADHD和正常儿童进行了磁共振扫描和神经网络分析，发现无论是ADHD还是正常群体的脑网络都具有小世界属性。
但是相比于正常儿童，ADHD患儿的局部效率会更高，这说明ADHD脑网络的小世界属性的整体效率要低一些。
这就好比，一个公司里面部门内工作沟通、协同高效，但是部门间却低效。
（左侧是普通被试，右侧是ADHD。图中蓝色是普通组的高效连接模式，紫色是ADHD组的高效连接模式，与普通组相比，ADHD组的连接点更少，效率更低）
因为是儿童研究，这个结果提示我们ADHD的大脑发育要滞后与正常儿童，因为正常儿童的小世界网络全局效率是高效的，而ADHD则低于正常儿童。
对成人ADHD而言，脑网络的局部节点效率还是存在异常。
这些研究结果在“小世界属性”神经网络分析方法上再一次证实了ADHD脑网络的结构性功能异常。
这种神经网络的异常体现在日常生活中就是ADHD常见的注意力缺陷和冲动，以及抑制控制能力的降低。
涛哥猜想，这跟ADHD群体结构化思维、系统化思维能力弱有一定关系，因为ADHD的思维也跟大脑网络呈现类似特征，即思维容易放在在局部，但是全局性不够。
涛哥说
脑科学的方法对我们的生活也有很多启示，虽然这些方法都是基于数学图论和计算机的分析方法，但是很多概念比如“小世界属性”在生活中也是存在的。
除了了解ADHD大脑中的小世界网络外，希望大家都可以在自己的小世界属性中把握平衡，保持整体全局的较高效率，而不仅仅是局部，以实现目标的最优解。
注：图源网络，侵删
全文完！
[1] Omicini A . Collective Dynamics of `Small-World' Networks.
[2] Justina, Sidlauskaite, Karen, Caeyenberghs, Edmund, & Sonuga-Barke, et al. (2015). Whole-brain structural topology in adult attention-deficit/hyperactivity disorder: preserved global – disturbed local network organization. NeuroImage: Clinical.
[3] Wang L , Zhu C , He Y , et al. Altered small-world brain functional networks in children with attention-deficit/hyperactivity disorder[J]. Human Brain Mapping, 2010, 30(2):638-649.
