大脑动态中的功能层次结构以皮质信号可逆性为特征
Sebastian Idesis1, Sebastián Geli1, Joshua Faskowitz2
1Center for Brain and Cognition (CBC), Department of Information Technologies and Communications (DTIC), Pompeu Fabra University, Edifici Mercè Rodoreda, Barcelona, Catalonia, Spain.
PLoS computational biology
|January 19, 2024
概括
大脑信号不可逆转性揭示了子大脑状态之间的皮质层次结构. 深度睡眠显示出较低的不可逆转性,表明可以通过热力学和信息理论指标检测到的功能组织差异.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 计算神经科学是一种神经科学.
- 物理 物理学 物理
背景情况:
- 大脑信号不可逆转性是神经动态的一个关键指标.
- 了解它与皮层层次结构和电生理学特征的联系仍然不完整.
研究的目的:
- 为了研究不同行为状态 (清醒和睡眠) 的雪中大脑信号不可逆性.
- 探索不可逆性,皮层层次和电生理学特征之间的关系.
主要方法:
- 在自发行为过程中使用微电皮质图 (μECoG) 阵列记录的局部场势 (LFP).
- 应用了各种复杂度指标,包括大脑不可逆性和隐藏的马尔科夫模型.
- 分析了活跃的清醒状态,安静的清醒状态和深度睡眠状态的数据.
主要成果:
- 大脑不可逆转性揭示了皮质中的等级组织.
- 与清醒状态相比,深度睡眠的不可逆性较低.
- 周围皮层和泰达带对不可逆转性的影响占主导地位.
- 深度睡眠具有较低的切换率和通过隐藏的马尔科夫模型产生.
结论:
- 热力学和信息理论指标,特别是大脑不可逆转性,可以揭示大脑组织中的功能层次结构.
- 不同的不可逆转性特征标志着不同的大脑状态,突出显示它们独特的动态特性.
