结构信息模型调节功能连接
摘要：经颅磁刺激（TMS）可直接改变大脑区域活动，并间接改变功能连接（FC）。预测TMS后FC的变化是困难的，但可提供针对FC的新疗法以改善症状。本研究提出了一个预测模型，解释了TMS诱导激活如何改变FC的强度。我们关注前顶叶-顶叶间（FPS）和默认模式（DMS）系统的FC，因为它们在执行功能和情感障碍中的FC中具有重要性。我们对29名接受额叶TMS的个体的神经影像数据进行了拟合，并评估了FPS和DMS之间的FC。对于每个个体，我们测量了TMS诱导的FPS和DMS之间的FC变化（FC网络），以及刺激区域与FPS和DMS之间的结构耦合（结构环境网络（SCN））。我们发现，当该模型考虑了从刺激区域到这两个系统的白质纤维时，能够最准确地预测TMS诱导的FC变化。我们发现，在SCN包含大量连接的内部区域的核心时，这两个网络之间的相关性（结构-功能耦合）最高，因此也就是TMS诱导调控的可预测性最高，这表明刺激区域能够充分接触到一个解剖模块。此外，我们发现，当SCN的核心与FPS和DMS重叠时，它们的FC强度变化最大。总的来说，我们的研究结果解释了刺激区的结构连接如何调节TMS诱导的大脑功能网络的变化。努力解释这种结构连接可能会改善对TMS反应的预测，进一步推动TMS协议的临床应用。
作者：Andrew C. Murphy, Romain Duprat, Theodore D. Satterthwaite, Desmond J. Oathes, Dani S. Bassett
论文ID：2208.11631
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2022-08-25