Cerebral Cortex：北师大左西年课题组报道人脑自发活动多频段功能连接梯度研究新成果-杭州脑海科技有限公司

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2023年9月1日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室左西年教授课题组在Cerebral Cortex（IF=5.9）期刊发表了题为“Connectivity gradients in spontaneous brain activity at multiple frequency bands”的文章。该研究通过多频段分析，揭示了人脑自发活动功能连接梯度在六个慢波频段的规律性和特异性，进一步检测了脑网络的最高功能整合频段。

该研究采用人脑连接组计划HCP所公开共享的高采样率功能磁共振数据，将研究频率范围拓展至完整可探测频域覆盖慢波1到6频段，探索了六个慢波频段的功能连接梯度分布模式，并且在中国人脑连接组计划CHCP的公开数据中得到了重复性验证。

六个频带上的每个梯度所解释的方差

通过多频段功能连接梯度分析，该研究发现unimodal-transmodal轴在6个慢波频段均表现为第一梯度，但其unimodal一端在中低频段（slow3-slow6）均位于视觉皮层，而在高频段（slow1-slow2）则位于感觉运动皮层。

第一和第二梯度在六个频带上的分布

visual-sensorimotor轴在slow-1、slow3-5频段均表现为第二梯度，slow-2频段第二梯度表现为由task-positive脑区到task-negative脑区的分布。这表明：大脑自发活动的大尺度功能组织框架在频段间相对一致，但相对高频的慢波与相对低频的慢波所反映和对应的功能层级组织仍存在一定差异。

第一和第二梯度在六个频带上的欧几里得分布

该研究展示了皮层不同区域进行最高水平信息整合加工的速率分布。结果显示：不同自发脑活动网络的最高水平信息整合加工速率不同，其中内外侧默认网络表现出明显频段分化。

前两个梯度的频率等级图

通过使用NeuroSynth数据库，该研究对第一梯度最大值的频率排序图谱进行了元分析解码，确定了5个与各频段慢波最高整合水平脑区最相关的认知功能，发现：slow-1所表现最高信息整合水平的脑区主要与感觉运动功能有关，slow-2相关的认知功能异质性较高且关联系数较低，slow-3则主要与言语相关功能有关，slow-4则主要与执行功能有关，slow-5与视觉、空间知觉和注意功能相关，slow-6则和自我和社会认知功能相关。这些结果为人类皮层神经振荡理论中不同频段慢波振荡负责不同功能提供了宏观实证。

在随后课题组所受邀发表的研究评论中，针对近期一项关于青春期儿童生长荷尔蒙不足脑自发活动的研究，就其发现slow-2、slow-4和slow-5慢波活动异常，结合上述各项慢波对应功能的发现，可以提供有关认知功能发展复杂性、视空间注意和执行功能异常的发展认知神经科学解释，更好地理解儿童期少年脑功能发育和心理行为发展之间的青春期关联机制。

参考文献

Gong ZQ, Zuo XN. Connectivity gradients in spontaneous brain activity at multiple frequency bands. Cereb Cortex. 2023;33(17):9718-9728. doi:10.1093/cercor/bhad238IF: 5.9 Q2

资讯来源

https://brain.bnu.edu.cn/kyjz/1267027ede2d4bb7a9e6f939a7722e91.htm

友情链接

https://mp.weixin.qq.com/s/eHj_R4NXbBwv5uHkdrjyZw

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