上向下和下向上模式之间的次秒波动区分不同的人类大脑状态
Youngjai Park1,2, Younghwa Cha1,2,3, Hyoungkyu Kim1,2,3
1Center for Neuroscience Imaging Research, Institute for Basic Science, Suwon, 16419, Republic of Korea.
bioRxiv : the preprint server for biology
|March 31, 2025
概括
人类大脑在次秒的时间尺度上快速切换自上而下的和自下而上的处理模式. 相对相位分析 (RPA) 揭示了这些动态,为像ADHD这样的疾病提供了潜在的诊断生物标志物.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 认知科学 认知科学
- 计算神经科学是一种神经科学.
背景情况:
- 大脑活动涉及连续的信息流与动态模式跨意识状态.
- 了解实时大脑动态和定向信息处理至关重要.
研究的目的:
- 引入相对相位分析 (RPA) 来揭示实时的大脑动态.
- 调查上下和自下而上的处理模式之间的次秒过渡.
- 探索这些动态的神经基础及其与意识和ADHD的关系.
主要方法:
- 开发和应用相对阶段分析 (RPA),使用阶段领先/滞后关系.
- 使用了同时进行的脑电图功能磁共振成像 (EEG-fMRI) 记录.
- 采用了结构性大脑网络的合振荡器模型.
主要成果:
- 大脑在次秒的时间尺度上,在自上而下 (前向后) 和自下而上 (后向前) 模式之间切换.
- 这些定向动态在完全意识时最强,在减少意识时减弱.
- 上向下模式与高阶认知网络相关,下向上与感官系统相关.
- 注意缺陷多动症 (ADHD) 不注意的队列在过渡动态中显示出明显的不平衡.
- 一个计算模型成功地总结了这些新出现的方向模式.
结论:
- RPA为实时全脑动态分析提供了一个框架.
- 定向处理模式的次秒波动是人类信息处理的基础.
- RPA显示出作为ADHD等神经精神疾病的诊断生物标志物的潜力.
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