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大脑中的结构连接、功能连接和有效连接

大脑,这个“三磅宇宙”,似乎可以说是目前我们人类正在研究的最为复杂的系统之一。大脑的不同神经元、不同脑区之间存在着不同形式的连接,从而构成一个非常复杂、庞大的大脑网络。现代脑科学研究表明,许多大脑高级认知功能的实现依赖的是不同脑区之间的协同合作,而不仅仅是依靠于某个具体的脑区。而很多神经和精神疾病(如精神分裂、抑郁症等)的发病机制,从某种程度上来说,是由于相关脑区之间某种形式连接的异常。大脑内的这种连接,可以分为三种,即结构连接(Structural connectivity)、功能连接(Functional connectivity)和有效连接(Effective connectivity)。本文,笔者带大家了解什么是结构、功能和有效连接,以及不同层面上(微观、介观和宏观)的三种连接如何来测量。

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PNAS:青少年大脑网络的结构-功能耦合关系的发育状况

《本文同步发布于“脑之说”微信公众号,欢迎搜索关注~~》 一、引言     结构-功能之间的关系一直是神经科学领域比较关注的热点问题。青少年脑部白质纤维网络怎样直接支持神经活动同步性(功能网络)的,目前尚不清楚。近期,发表于PNAS杂志上的一篇研究论文对这个问题进行了研究。该研究采用8-23岁727例正常青少年的弥散加权图像和执行n-back时的功能像磁共振数据来研究结构-功能耦合关系的发育情况。作者发现,结构-功能的耦合关系在空间上的分布和皮层的功能、进化成都相关。另外,发育主要集中在非感觉皮层(transmodal cortex)。更重要的是,喙外侧前额叶皮层的耦合关系和执行功能相关。这些发现刻画了青少年大脑结构-功能耦合关系的发育状况,以及其与功能认知的关系。

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