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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
在宏觀尺度上，大腦作為一個相互連接的神經元群體網絡來運作，這些神經元群體表現出協調的節律動態，支持區域間的交流。了解不同大腦區域的刺激如何影響此類活動對於獲得對大腦功能的基本了解和進一步開發治療性神經調節非常重要。然而，大腦結構和動力學的複雜性阻礙了焦點刺激下游效應的預測。更具體地說，人們對大腦網路活動的集體振盪機制（與網路結構結合）如何影響擾動的結果知之甚少。在這裡，我們結合人類連結組資料和生物物理模型來開始填補這些空白。透過調整控制集體系統動力學的參數，我們識別了模擬大腦活動的不同狀態，並研究了刺激的分佈式效應如何在不同的動態工作點中表現出來。當基線振盪較弱時，受激區域表現出增強的功率和頻率，並且由於網路相互作用，附近區域在受激頻帶中發展鎖相活動。值得注意的是，除了這些線性效應之外，我們還發現焦點刺激會導致包含區域基線振盪頻率的頻帶中的區域間相干性發生更多分佈式修改。重要的是，根據系統的動態狀態，這些寬頻效應可以透過功能連接而不是結構連接來更好地預測，強調解剖組織、動力學和擾動響應之間的複雜相互作用。相反，當網路在強烈的區域振盪狀態下運作時，刺激只會引起功率和頻率的輕微變化，並且結構連接性最能預測刺激引起的網路活動變化。總之，這項工作建立在並擴展了先前調查刺激影響的計算研究的基礎上，並強調了這樣一個事實：刺激部位，以及最重要的大腦網絡動態機制，都可以影響整個網絡對局部擾動的反應。