支持快速习得新视觉运动技能的结构通路

人类技能学习需要分布式脑区网络的精细协调，这些脑区通过白质纤维束直接相连以实现有效的信息传递。然而，这些解剖通路中的个体差异如何影响学习能力的个体差异，至今仍远未被理解。在此，我们检验了一个假设：支持任务执行的结构网络组织中的个体差异，能够预测人类学习视觉运动技能速度的个体差异。在为期 6 周的过程中，22 名健康成年受试者练习了一项离散序列生成任务，即根据离散视觉线索学习一系列手指运动。我们在约每隔两周进行的四次 MRI 扫描中收集了结构成像数据，并使用确定性纤维束追踪技术为每位参与者生成结构网络，以识别连接皮层与皮层下脑区的流线。我们观察到，连接早期视觉（而非运动）脑区的白质连通性增强与更快的学习速度相关。此外，我们还观察到运动模块与视觉模块之间多边路径的强度也与学习速度相关，这支持了多突触连接在成功技能习得中的作用。我们的结果表明，扩散成像与基于纤维束追踪的连通性相结合，可用于预测未来学习能力的个体差异，尤其是与网络科学和图论方法结合时。