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,影响注意力和记忆等认知功能.
• 神经生理机制,包括神经噪声,是这些发育变化的基础.
• 无周期性活动 (1/f-like) 作为神经噪声的代理,斜坡的度表明噪声水平.

研究的目的:

• 用内脑电图 (iEEG) 绘制大脑广泛区域间非周期性活动的发育轨迹.
• 研究年龄和注意力状态如何影响传感运动,协会和前额叶皮层中的非周期性活动.
• 将神经噪声的发育变化与认知发展,特别是注意力和记忆力联系起来.

主要方法:

• 分析了101名儿童和成年人 (5.9354.00岁) 在基于任务 (注意力) 和休息状态条件下的iEEG记录.
• 在各种大脑区域的众多电极 (n=5,691) 上,非周期性活动的量化倾斜.
• 无周期性斜率变化与年龄,认知性能 (记忆) 和结构成像数据 (灰质体积) 的相关性.

主要成果:

• 在协会和感觉运动皮层中,随着年龄的增长,非周期性斜坡会变平,进入年轻成人阶段.
• 在前额叶皮层 (PFC),注意力状态不同地影响了与年龄相关的非周期性斜率:在成年人中在任务中更,在儿童中在任务中更平.
• 基于任务的非周期性斜率的与年龄相关的变化预测了记忆性能的提高.
• 灰质体积显示了与协会和感觉运动皮层的无周期性斜率的关联.

结论:

• 无周期性活动的发育轨迹是区域特异的,延伸到成年期.
• PFC无周期性活动动态反映了青春期认知控制的成熟.
• 神经噪声的变化有助于整个生命周期的注意力和记忆能力的发展.