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个性化大脑连接组指纹:它们在认知中的重要性

人脑的神经网络结构模式可能与个体在表型、行为、遗传决定因素和神经精神障碍的临床结果方面的差异有关。最近的研究表明,个性化的神经(大脑)指纹可以从大脑的结构连接体中识别出来。然而,个性化指纹在认知方面的准确性、可重复性和翻译潜力尚未完全确定。在本研究中,我们引入了一种动态连接体建模方法来识别一组关键的白质子网络,可以用作个性化指纹。我们进行了几个个体变量评估,以证明个性化指纹的准确性和实用性,特别是预测中年成年人的身份和智商,以及幼儿的发育商。我们的发现表明,我们的动态建模方法发现的指纹足以区分个体,也能够预测整个人类发展的一般智力能力。

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发育中的大脑结构和功能连接体指纹

在成熟的大脑中,大脑连接的结构和功能指纹可以用来识别个体的独特性。然而,使某一特定大脑区别于其他大脑的特征是否在出生时就已经存在仍不得而知。本研究利用发育中的人类连接组计划(Human Connectome Project, dHCP)的神经影像数据,对早产儿围产期进行两次扫描,以评估发育中的脑指纹。我们发现,62%的参与者可以通过后来的结构连接组与从较早时间点获得的初始连接矩阵的一致性来识别。相反,同一被试在不同时间点的功能连接体之间的相似性较低。只有10%的参与者在功能连接体中表现出更大的自相似性。这些结果表明,结构连接在生命早期更稳定,可以代表个体的潜在连接组指纹:当新生儿必须快速获得新技能以适应新环境时,一个相对稳定的结构连接组似乎支持功能连接组的变化。

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深耕人工智能安防门禁集成系统细分行业 广东启功实业引领行业发展

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