人脑默认模式网络的动力学行为

null 姚楠; null  苏春旺; null 李尤君; null 王珏; Changsong 周昌松; null 黄子罡

doi:10.7498/aps.69.20200170

人脑默认模式网络的动力学行为

姚楠, 苏春旺, 李尤君^*, 王珏, 周昌松, 黄子罡^*

^*Corresponding author for this work

Department of Physics

Research output: Contribution to journal › Journal article › peer-review

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Abstract

大脑具有自适应、自组织、多稳态等重要特征, 是典型的复杂系统. 人脑在静息态下的关键功能子网络——默认模式网络(DMN)的激活处于多状态间持续跳转的非平衡过程, 揭示该过程背后的动力学机制具有重要的科学意义和临床应用前景. 本文基于功能磁共振获得的血氧水平依赖(BOLD)信号, 建立了DMN吸引子跳转非平衡过程的能量图景、吸引子非联通图、跳转关系网络等; 以高级视觉皮层和听觉等皮层活动为例, 通过对应激活DMN状态空间的分布, 以及XGBoost、深度神经网络等算法验证了DMN状态变化与外部脑区状态的密切依赖关系; 通过偏相关、收敛交叉映射等方法分析了DMN内各个脑区之间的相互作用. 本文结果有助于理解静息态下大脑内在非平衡过程的动力学机制, 以及从动力学的角度探索具有临床意义的脑功能障碍生物标志物.

Original language	Chinese (Simplified)
Article number	080203
Journal	物理学报
Volume	69
Issue number	8
DOIs	https://doi.org/10.7498/aps.69.20200170
Publication status	Published - 20 Apr 2020

Scopus Subject Areas

Physics and Astronomy(all)

User-Defined Keywords

Brain functional network
Default mode network
Energy landscape
Resting state
State transition

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10.7498/aps.69.20200170

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@article{43388618ef3e4c8ab4246ed44959393c,

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TY - JOUR

T1 - 人脑默认模式网络的动力学行为

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PY - 2020/4/20

Y1 - 2020/4/20

N2 - 大脑具有自适应、自组织、多稳态等重要特征, 是典型的复杂系统. 人脑在静息态下的关键功能子网络——默认模式网络(DMN)的激活处于多状态间持续跳转的非平衡过程, 揭示该过程背后的动力学机制具有重要的科学意义和临床应用前景. 本文基于功能磁共振获得的血氧水平依赖(BOLD)信号, 建立了DMN吸引子跳转非平衡过程的能量图景、吸引子非联通图、跳转关系网络等; 以高级视觉皮层和听觉等皮层活动为例, 通过对应激活DMN状态空间的分布, 以及XGBoost、深度神经网络等算法验证了DMN状态变化与外部脑区状态的密切依赖关系; 通过偏相关、收敛交叉映射等方法分析了DMN内各个脑区之间的相互作用. 本文结果有助于理解静息态下大脑内在非平衡过程的动力学机制, 以及从动力学的角度探索具有临床意义的脑功能障碍生物标志物.

AB - 大脑具有自适应、自组织、多稳态等重要特征, 是典型的复杂系统. 人脑在静息态下的关键功能子网络——默认模式网络(DMN)的激活处于多状态间持续跳转的非平衡过程, 揭示该过程背后的动力学机制具有重要的科学意义和临床应用前景. 本文基于功能磁共振获得的血氧水平依赖(BOLD)信号, 建立了DMN吸引子跳转非平衡过程的能量图景、吸引子非联通图、跳转关系网络等; 以高级视觉皮层和听觉等皮层活动为例, 通过对应激活DMN状态空间的分布, 以及XGBoost、深度神经网络等算法验证了DMN状态变化与外部脑区状态的密切依赖关系; 通过偏相关、收敛交叉映射等方法分析了DMN内各个脑区之间的相互作用. 本文结果有助于理解静息态下大脑内在非平衡过程的动力学机制, 以及从动力学的角度探索具有临床意义的脑功能障碍生物标志物.

KW - Brain functional network

KW - Default mode network

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KW - Resting state

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UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85084941252&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.7498/aps.69.20200170

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M3 - Journal article

AN - SCOPUS:85084941252

SN - 1000-3290

VL - 69

JO - 物理学报

JF - 物理学报

IS - 8

M1 - 080203

ER -

人脑默认模式网络的动力学行为

Abstract

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