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NC:人脑皮层髓鞘形成和兴奋-抑制平衡协同调控结构-功能耦合

最近的研究表明,在人类大脑中,结构和功能连接之间的关系因区域而异,在感觉关联皮层层次上出现了耦合减少的现象。然而,驱动这种表达的生物学基础在很大程度上仍然未知。在这里,我们假设皮质内髓鞘形成和兴奋抑制(EI)平衡介导结构-功能耦合(SFC)的异质表达及其在皮质层次上的时间差异。我们采用基于图谱和体素的连接方法来分析从两组健康参与者获得的神经成像数据。我们的研究结果在六个互补的处理管道中是一致的:1)SFC及其时间方差在单峰-跨峰和颗粒-无颗粒梯度中分别减小和增加;2)髓鞘形成增加和EI比值降低与SFC刚性增强和瞬时SFC波动受限有关;3)当从颗粒状皮质区向无颗粒状皮质区穿越时,从EI比率逐渐转变为髓鞘形成作为SFC的主要预测因子。总的来说,我们的工作提供了一个概念化人脑结构-功能关系的框架,为更好地理解脱髓鞘和/或EI失衡如何诱导大脑疾病重组铺平了道路。

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