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【脑网络传奇】之三大阵营

(2013-02-16 14:45:16)
标签:

fmri

分类: neuroscience

    本系列博文,笔者想将脑科学领域最新的一些进展展示给大家。对静息状态大脑的脑成像研究表明,多个脑区表现出同步振荡的特性。按照这些网络的功能,以及单突触(monosynaptic)和多突触(polysynaptic)的分布情况,笔者认为把全脑分成三大阵营:感知皮层系统、联合皮层系统和伪迹系统。为了让这系列的科普更好玩,我制作了“脑网杀”。类似于三国里的魏蜀吴,在下面的系列博文中,我将分别介绍每位英雄(即脑网络)的生平、来历和技能。这些网络间相互配合,宛如三国里的各路豪杰,上演了脑认知活动的壮丽史诗。其中自然少不了三顾茅庐、桃园结义之类的有趣故事,有机会就慢慢八卦一下。


http://s10/mw690/001LJYxcgy6ErOlONPX99&690

图1.大脑里的网络英雄,图片来自[Yeo et al., 2011 JN]

 

    作为本系列的开篇,先来介绍三大阵营。如果对静息状态下的人脑进行fMRI扫描,你大抵可以从它每个区域的血氧水平依赖信号中看出某些端倪。最主要的规律是:脑信号表现出某种对抗性:一些脑区活动的增强,总有另一些脑区活动减弱,仿佛和它们作对一样。这种现象首先被华盛顿大学放射系的Fox教授发现[Fox et al., 2005 PNAS],之后在许多研究中得到验证[Yeo et al., 2011 JN]。这种反相关(anti-correlation)当中,最为主要的就是默认模式网络(default mode network: DMN)和背侧注意网络(dorsal attention network: DAN)之间的反相关[Lei et al., 2014 HBM]。反相关高的被试在认知任务中有更好的成绩。

    这种按相关系数大小、正负来进行脑区划分有一定主观性:阈值的选择会影响划分结果。实际操作的时候,还要结合脑区的解剖位置,三大阵营的最后一个“伪迹系统”就是按所处的位置是否是脑脊液,白质等进行判断的。

 

我这里介绍的三大阵营分别是:

感知皮层系统(sensor cortex systems):视觉网络(Visual network: VIN)、感觉运动网络(sensorimotor network: SEN)、听觉网络(auditory network: AUN)、小脑网络(cerebellum network: CEN)。

 

联合皮层系统(task-positive systems):背侧注意网络(dorsal attention network: DAN)、腹侧注意网络(ventral attention network: VAN)和突显网络(salience network: SAN)、左额顶网络(left frontoparietal network: LFP)、右额顶网络(left frontoparietal network: RFP)、执行控制网络(executive control network, ECN)和默认模式网络(DMN)。

 

伪迹系统(Artifact): 脑室(Ventricles)、白质(White matter)、头动(Motion-related artifact)、脑外区域(Extra-cerebral space)。

 

参考文献:

1. Fox, M.D., Snyder, A.Z., Vincent, J.L., Corbetta, M., Van Essen, D.C., Raichle, M.E., 2005. The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks. Proc Natl Acad Sci U S A 102 (27), 9673-9678.

2. Xu Lei, Yulin Wang, Hong Yuan, Dante Mantini. Neuronal oscillations and functional interactions between resting state networks: effects of alcohol intoxication. Human Brain Mapping. In Press.DOI: 10.1002/hbm.22418.

3. Yeo et al. 2011. The organization of the human cerebral cortex estimated by intrinsic functional connectivity. J Neurophysiol 106 (3), 1125-1165.



【脑网络传奇】系列:

“脑网杀”系列介绍

默认网络

背侧注意网络

控制网络

突显网络

左额顶网络

右额顶网络

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