儿童大脑神经活动中模块性的发展

我们研究了人类大脑的模块性如何随着儿童发育为成人而变化。理论表明，模块性可以增强受变化外部刺激影响的网络系统的响应函数。因此，更模块化的神经活动可能实现更高的认知表现，且模块性可能随着儿童发育而增加。从 fMRI 数据计算得出的模块性值观察到在儿童发育期间增加，并在青年成年期达到峰值。我们从 fMRI 数据中解卷积了头部运动，并表明模块性对年龄的依赖性与头部运动的幅度无关。本文提出了一个模型来说明模块性如何在短时间内（即任务切换）提供更高的认知表现。从模型中提取了适应度函数。利用准种理论预测平均模块性如何随年龄演变，阐明了从儿童到成人发育过程中模块性的增加，这是由对青年成人快速认知功能的选择所驱动的。文章建议开展探索模块性对认知表现影响的实验。模块性可能是损伤、康复或疾病的潜在生物标志物。