葡萄糖新陈代谢与人类大脑中的长距离时间相关性相呼应
Massimiliano Facca1,2, Anna Ridolfo1,2, Miriam Celli3
1Padova Neuroscience Center (PNC), University of Padova (Unipd), Padova, Italy.
bioRxiv : the preprint server for biology
|August 6, 2025
概括
具有远程时间相关性的大脑活动具有代谢成本. 大脑功能的更高相关性需要更多的能量,这与葡萄糖代谢和生物合成有关.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 代谢调节 代谢调节 代谢调节 代谢调节
- 系统生物学 系统生物学
背景情况:
- 内在的大脑活动表现出规模不变的动态,以长距离的时间相关性为特征.
- 这些大脑动态的代谢成本和监管影响尚未得到充分理解.
研究的目的:
- 调查大脑内在活动和个人水平的葡萄糖代谢之间的长距离时间相关性之间的关系.
- 探索与规模不变大脑动态相关的能量需求.
主要方法:
- 静态功能磁共振成像 (fMRI) 和动态[18F]FDG正子发射断层扫描 (PET) 数据的整合.
- 使用赫斯特指数量化远程时间相关性.
主要成果:
- 在赫斯特指数和葡萄糖代谢之间发现了一种系统的关系.
- 具有较高远程时间相关性的大脑表现出更大的葡萄糖代谢,表明代谢成本.
- 有证据表明,这些动态是由连续的生物合成过程支持的,例如蛋白质合成.
结论:
- 大脑活动中自发的远程时间相关性会产生显著的代谢成本,主要是通过葡萄糖的利用.
- 这些动态对于神经回路的维护和改造至关重要,消耗大脑能量预算的很大一部分.
- 了解这种能量消耗,可以了解大脑功能和调节的基本原理.
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