白质网络可控性的发育性增强支持脑动态日益丰富的多样性
神经元与认知
2017-11-02 v3 无序系统与神经网络
混沌动力学
定量方法
摘要
随着人脑发育，其对神经活动的协调控制能力逐渐增强。白质如何演化以支持这种协调的机制尚不清楚。我们利用来自882名8至22岁青少年的扩散成像数据的网络表征，表明白质连接性在发育过程中日益优化，以支持预测的动态的多样化范围。值得注意的是，皮层下区域的稳定控制器与认知表现呈负相关。为研究支持这些改变的结构机制，我们通过一组生长规则模拟网络演化。我们发现所有脑网络均以高度优化用于网络控制的方式构建，且在儿童与较大青少年中预测出不同的控制机制。我们证明我们的结果不能简单地用网络模块性的变化来解释。这项工作揭示了人脑发育的一种可能机制，该机制优先优化动态网络控制而非静态网络架构。
引用
@article{arxiv.1607.01010,
title = {Developmental increases in white matter network controllability support a growing diversity of brain dynamics},
author = {Evelyn Tang and Chad Giusti and Graham Baum and Shi Gu and Eli Pollock and Ari E. Kahn and David Roalf and Tyler M. Moore and Kosha Ruparel and Ruben C. Gur and Raquel E. Gur and Theodore D. Satterthwaite and Danielle S. Bassett},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.01010},
year = {2017}
}
备注
In press at Nature Communications