人脑网络目标可控性的衰老影响
摘要：理解少数分布区域如何引导大规模脑活动是一个基本问题，具有实际意义，从诱导特定行为的模式到对抗疾病。最近基于网络可控性的研究为单个区域通过潜在的结构连接组对整个脑动力学的影响潜能提供了新的见解。然而，控制整个脑活动通常是不可行的，也可能并非总是必要的。单个区域能否控制特定的目标子系统仍然是一个关键问题，尽管目前研究仍不充分。此外，脑网络结构在整个生命周期中表现出渐进性变化，但关于可控性特性的可能后果知之甚少。为了解决这些问题，我们采用了一种新的目标可控性方法，量化了脑节点在控制特定目标解剖和功能系统方面的中心性。然后，我们研究了这种目标控制中心性在从5到85岁的健康个体的人类脑连接中的情况。主要结果表明，感觉运动系统具有较高的影响能力，但其他区域很难对其产生影响。此外，我们报告了目标控制中心性随年龄变化的情况，并且颞顶区域，其皮层变薄在与痴呆相关的疾病中至关重要，在老年人中的值较低。通过模拟有针对性的攻击，例如部分中风，我们发现对侧半球是受影响最大的区域，不论受损区域如何。值得注意的是，这种目标控制中心性的下降在年轻人中更为明显，从而支持中风后早期易感性的假设。
作者：Giulia Bassignana, Giordano Lacidogna, Paolo Bartolomeo, Olivier Colliot, Fabrizio De Vico Fallani
论文ID：2112.07760
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2022-10-11