几何感知框架增强全人脑动力学的非侵入式映射
神经元与认知
2026-04-29 v1 信号处理
摘要
非侵入式电生理学缺乏能够准确重建全脑时空动力学同时纳入个体皮质几何结构的方法，使得当前的脑电图和脑磁图源成像受限于过于简单或生物学上不合理的先验。在此，我们展示了嵌入参与者特定的几何基函数 (GBFs)——源自每个个体皮质表面的本征模——提供了一种强大的解剖学约束，能够解决逆问题并提高重建保真度。该方法将神经源重建为几何基函数的线性组合，从而使源估计与神经动力学的几何组织相一致。我们在 Meta-Source 基准、任务诱发数据、静息态网络、颅内刺激和癫痫数据中验证了 GBF。结果表明，GBF 产生了高定位精度，并捕获了与解剖学路径一致的快速时空动力学。这些发现表明，自发和诱发的全脑活动都可以用数百种几何模式来描述，提供了神经源的紧凑而准确的表示。通过将皮质几何结构与电生理动力学联系起来，GBF 为科学和临床应用提供了一种通用的源成像工具。
引用
@article{arxiv.2604.25592,
title = {A geometry aware framework enhances noninvasive mapping of whole human brain dynamics},
author = {Song Wang and Kexin Lou and Chen Wei and Zhiyuan Sheng and Jiahao Tang and Kaining Peng and Xinke Shen and Shuhao Mei and Liang Chen and Dongfeng Gu and Quanying Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25592},
year = {2026}
}