神经反馈调节自发脑活动中的无标度动力学
神经元与认知
2018-02-05 v3
摘要
脑振荡表现出长程时间相关性（LRTCs），这反映了其波动的规律性：低值代表更随机（去相关）的动力学，而高值代表更持久（相关）的动力学。LRTCs构成了大脑在临界态附近运作的支持证据，临界态是神经元活动在有序与随机之间达到平衡的状态。此处，健康成人使用闭环脑训练（神经反馈，NFB）来降低α振荡的幅度，导致训练后自发LRTCs显著增加。该效应在创伤后应激障碍患者中得以重现，其异常随机的动力学被NFB逆转，并与过度警觉的显著改善相关。值得注意的是，表现出异常低LRTCs（即过度随机）的区域向健康人群水平正常化，这与关于自组织临界性的理论预测一致。因此，当暴露于适当训练时，自发皮质活动展现出对其自身时间复杂性的“自调谐”残余能力，尽管在精神障碍个体中表现出异常动力学。最后，我们观察到LRTC强度与振荡幅度之间的倒U型关系，表明在同步极端高/低时长期依赖性的崩溃，这与近期计算模型一致。总之，我们的发现为激励NFB的研究和临床应用提供了更广阔的机制框架，涵盖具有受损LRTCs的疾病。
引用
@article{arxiv.1512.09133,
title = {Neurofeedback Tunes Scale-Free Dynamics in Spontaneous Brain Activity},
author = {Tomas Ros and Paul Frewen and Jean Theberge and Rosemarie Kluetsch and Andreas Mueller and Gian Candrian and Rakesh Jetly and Patrik Vuilleumier and Ruth Lanius},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.09133},
year = {2018}
}