人类大脑中非周期性神经活动的发展

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 发育神经科学的发展神经科学.
• 认知神经科学 认知神经科学

背景情况:

• 大脑的成熟持续到成年期,影响注意力和记忆力等认知功能.
• 神经生理机制,特别是激发-抑制 (E:I) 平衡,对于认知发展至关重要.
• 由斜率量化的非周期性活动作为大脑中E:I平衡的代理.

研究的目的:

• 用内EEG (iEEG) 绘制大脑广泛区域间非周期性活动的发育轨迹.
• 为了研究年龄和认知状态 (基于任务而不是休息状态) 如何影响不同皮层区域的E:I平衡.
• 将神经生理发育,特别是PFC抑制控制与与年龄相关的记忆性能改善联系起来.

主要方法:

• 在基于任务和休息状态的条件下,对101名参与者 (5.93-54.00岁) 的内EEG (iEEG) 记录进行分析.
• 量化非周期性活动斜率作为各种大脑区域激发-抑制 (E:I) 平衡的代理.
• 整合结构成像数据以检查灰色物质体积和神经活动斜率之间的关系.

主要成果:

• 随着年龄的增长,在协会和感觉运动皮层中的非周期性斜率会变平,这表明EI平衡发生了变化.
• 在前额叶皮质 (PFC) 中,注意力状态对与年龄相关的斜率变化产生差异性影响,反映出发展的认知控制.
• 基于任务的PFC活动斜率的年龄相关变化显著预测记忆性能增长.

结论:

• 非周期性活动的发展轨迹揭示了E:I平衡的特定区域成熟模式.
• 青少年的PFC抑制控制的发展,以基于任务的无周期性斜率为标志,对注意力和记忆力的发展至关重要.
• 神经成熟,反映在非周期性活动中,与整个生命周期的结构性大脑发育和认知功能有关.