结构-功能脑网络耦合预测人类认知能力 摘要:一般认知能力(GCA)的个体差异在人脑的结构和功能中具有生物学基础。网络神经科学揭示了GCA在结构和功能脑网络中的神经相关性。然而,结构网络和功能网络之间的关系,即结构-功能脑网络耦合(SC-FC耦合)是否与GCA的个体差异有关,仍然是一个悬而未决的问题。我们使用了来自1030名...
首先,我们假设结构-功能耦合将反映皮层区域的功能专门化。具体地说,我们预测结构-功能耦合将在躯体感觉皮层很高,这是因为高度保守的规则控制着专门的感觉层次的早期发育。相反,我们预计跨模态联合皮质的结构-功能耦合程度较低,因为该区域的功能交流可能已经由于快速的进化而不受遗传和解剖的约束。 第二,基于在发育过程中...
为了描述结构-功能耦合在青少年的中的发育情况，该研究采用了727例8-23岁的青少年数据。用概率追踪的方法来得到全脑的结构网络，构建了n-back任务下的全脑功能网络。这里每个人得到了400X400的功能连接矩阵和结构连接矩阵。结构和功能的耦合采用spearman rank相关的方法来衡量每个区域功能连接和结构连接的相似性（图1）。
在这项研究中,我们从动态的角度研究结构-功能耦合,并表明它在不同脑区存在异质性。我们使用时间展开程序来识别神经活动中瞬时的共同波动,并重建时间分辨的结构-功能耦合模式。我们发现动态结构-功能耦合的模式是区域特异的。我们观察到单模态和跨模态皮层中存在稳定的耦合,而在中间区域,特别是在岛叶皮层(突显网络)和额...
图1:计算脑区的结构-功能耦合 结构连接和功能连接分别通过扩散加权磁共振成像和静息态或任务态功能磁共振成像非侵入性地定义,然后用于计算结构-功能耦合(SFC;关于SFC的补充定义请参见专栏1,与此处可视化的定义不同)。 a, 为确定结构连接,首先在人脑纤维束追踪图中重建解剖上连接大脑不同部分的白质纤维集合(中间;颜...
我们在全脑功能-结构耦合方面没有发现显著的组间差异;然而,在svMCI组中,背侧注意模块内的功能-结构耦合显著增加,腹侧注意模块的功能-结构耦合减少。此外,svMCI患者表现出视觉、感觉运动和背侧注意模块的模块内连接强度降低,以及功能网络中几个模块之间的模块间连接强度降低,主要包括视觉、感觉运动、背侧注意、腹侧...
研究表明结构连接网络可能是功能连接网络的物理基础。几项研究表明,结构连接对整个人脑网络的功能交互作用具有高度的预测性,并对其施加了限制。此外,先前的研究记录了全脑大尺度网络中这两种连接模式之间的巨大空间相似性。最后,发现功能和结构连接网...
结构-功能耦合 全脑SC-FC耦合在参与者组之间没有显著差异(F(2,77)= 0.16, padj= 1.0)(图4A, B)。单独分析特定连接时,发现半球间的SC-FC耦合存在边际效应(F(2,77)= 3.17,padj= .096)(图4B),远距离连接中SC-FC耦合效应的组别差异显著(F(2,77)= 7.23,padj= .002),事后检验表明,与对照组相比,SZ...
3,PNAS: 青少年期人脑网络结构-功能耦合性的发展 来源:功能磁共振 理解大脑组织的层级结构,主要通过功能连接模式来确定皮层的功能特异性。网络理论为神经生物系统的结构-功能关系的构建提供了一个简单,跨物种的框架。许多研究都证明了大脑的...
本研究基于难治性颞叶癫痫(tle)的结构及功能磁共振构建的大尺度全脑网络数据,利用结构-功能耦合(sfc)算法,首次从节点,模块内,模块间多个维度阐明tle患者sfc的变化,并发现:多个模块化的sfc指标在颞叶癫痫患者中存在显著异常,其中默认网络的高sfc与不良预后相关.利用上述特征,本团队初步训练了颞叶癫痫术后复发的二分类...