揭示人脑连接组的不变结构组织

为理解人脑复杂的认知功能，研究结构连接组（即不同脑区通过轴突通路彼此连接的方式）至关重要。然而，人脑的高度可塑性与跨群体变异性使得结构-功能关系难以建立，这促使人们寻找连接中的不变模式。同时，群体内的变异性可提供关于生成机制的信息。本文分析了来自包含 196 名被试的数据库的人脑结构连接组的连接拓扑与链路权重分布。通过展示单个链路的出现频率与其在群体中的平均权重之间的对应关系，我们表明脑连接过程并非独立于连接组链路权重的确定过程。此外，利用每条链路在整个群体上关联的权重的特定分布，我们证明一个链路特有的单一参数可解释其出现频率以及其在不同被试间权重的变异。该参数为连接组中链路权重的“重标度”提供了基础，使我们能获得代表人脑的通用网络，而非连接组上的简单平均。我们通过在相应结构连接组的每个顶点上实现神经质量模型来获得功能连接组。通过与经验性功能脑网络比较，我们证明重标度程序产生了更紧密的结构-功能对应。最后，我们表明该代表性网络可分解为在群体中稳定的基础组分与高度可变的超结构。