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...
为了简化这些研究结果的传达,该领域创造了结构-功能耦合(SFC)这一术语,指的是大脑区域的功能如何统计上依赖于其结构,反之亦然(图1c)。尽管使用了多种方法来评估SFC(框1),但最常见的方法是相关性分析:每个大脑区域的SFC被定义为其结构连接值向量与所有其他大脑区域的结构连接值向量以及其功能连接值向量与所有其他大...
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...
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...
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...
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...
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...
Louvain算法适用于具有正向和负向加权连接的网络,如rs-fMRI功能网络。此外,还计算了功能模块之间的FC之和,作为模块间功能集成的度量。结构连接与功能连接的耦合本文为了对结构和功能连接性之间的耦合(SC-FC耦合)进行了评估,把非零的结构连接转化为高斯分布,并在结构连接强度和相关功能连接水平之间进行相关分析。另外...
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;颜色深浅表示不同白质束的主要方向...
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）...