在人脑结构连接组上实现的动力学模型中的协同信息揭示与年龄的空间特异性关联
神经元与认知
2020-05-15 v1 无序系统与神经网络
统计力学
摘要
我们在4至85岁健康受试者白质连接大规模结构上实现动力学Ising模型，并依据协同量分析其动力学；该协同量衡量成对变量的联合状态投射到目标变量动力学上的程度。我们发现，在解释结构连接（就度强度而言）枢纽动力学时，协同量在临界温度之前达到峰值，因此可视为临界转变的前兆。相反，最大量的协同信息用于解释更中心节点的动力学。我们还发现，结构连接的老化与模拟动力学的显著变化相关：存在随年龄增长协同性下降的脑区，特别是额极、胼胝体下区和辅助运动区；若结构连接为唯一变量，这些区域在执行高阶计算的能力上更可能表现出衰退。另一方面，颞叶若干区域在生命前30年（即脑成熟期间）与年龄呈正相关。
引用
@article{arxiv.2002.04527,
title = {Synergistic information in a dynamical model implemented on the human structural connectome reveals spatially distinct associations with age},
author = {Davide Nuzzi and Mario Pellicoro and Leonardo Angelini and Daniele Marinazzo and Sebastiano Stramaglia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04527},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 8 figures