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自闭症静息态网络结构平衡的改变

神经元与认知 2022-04-19 v3

摘要

除规模外,使网络复杂的是元素间相互关联的交互,其破坏不可避免地导致功能障碍。同样,脑网络的复杂性源于超越成对连接的相互作用,因为假设在复杂网络中一条连边的状态仅由其两个组成节点独立决定是过于简化的。这在遗传复杂的脑损伤(如自闭症谱系障碍(ASD))中尤为值得注意,其表现具有惊人的异质性且无明确的神经病理学。据此,结构平衡理论(SBT)确认,在真实世界的带符号网络中,一条连边显著受其两个节点与第三节点在三元关系中的交互影响。因此,探究 ASD 是否与由非典型三元交互导致的结构平衡改变相关是合理的。换言之,在 ASD 中重要的是正负交互的异常相互作用,此外且超越 hypo(hyper)成对连接。为解答此问题,我们基于 SBT 在 ASD 参与者与健康对照(CON)的加权带符号静息态功能磁共振成像网络中探索三元交互。我们证明平衡三元组在 ASD 和 CON 网络中均过度代表,而不平衡三元组代表不足,为结构平衡在脑网络上的强概念提供了首次实证证据。我们进一步分析了不同三元组的频率和能量分布,并对 ASD 脑网络中功能整合与分离的减弱提出了一种替代描述。此外,结果揭示 ASD 网络在发育过程中全脑网络能量变化尺度更窄。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.09441,
  title  = {Altered structural balance of resting-state networks in autism},
  author = {Z. Moradimanesh and R. Khosrowabadi and M. Eshaghi Gordji and G. R. Jafari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09441},
  year   = {2022}
}

备注

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