Paisaje homológico de subcircuitos funcionales del cerebro humano
Autores: Duong-Tran, Duy; Kaufmann, Ralph; Chen, Jiong; Wang, Xuan; Garai, Sumita; Xu, Frederick H.; Bao, Jingxuan; Amico, Enrico; Kaplan, Alan D.; Petri, Giovanni; Goni, Joaquin; Zhao, Yize; Shen, Li
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Paisaje homológico de subcircuitos funcionales del cerebro humano
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Redes de conectividad funcional
Cerebro humano
Formalismo homológico
Características de orden superior
Subcircuitos
Estratos topológicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de conectividad funcional de todo el cerebro humano han demostrado exhibir tanto propiedades locales/cuasi locales (por ejemplo, un conjunto de subcircuitos funcionales inducidos por atributos de nodo o borde) como propiedades no locales (por ejemplo, patrones de coordinación funcional de orden superior). Sin embargo, las propiedades no locales de estratos topológicos inducidos por subcircuitos funcionales locales/cuasi locales aún no se han abordado. Con ese fin, propusimos un formalismo homológico que permite la cuantificación de características de orden superior de los subcircuitos funcionales del cerebro humano. Nuestros resultados indican que cada orden homológico desentraña de manera única diversas propiedades complementarias de los subcircuitos funcionales del cerebro humano. Notablemente, la distancia homológica entre el descanso y la tarea motora se observó tanto a nivel de todo el cerebro como a nivel de subcircuitos consolidados, lo que sugirió la propiedad de autosimilitud de la conectividad funcional del cerebro humano desentrañada por un núcleo homológico. Además, a nivel de todo el cerebro, se encontró que la diferenciación entre el descanso y la tarea fue más prominente entre el descanso y diferentes tareas en diferentes órdenes homológicos: (i) Tarea de emoción (), (ii) Tarea motora (), y (iii) Tarea de memoria de trabajo (). A nivel de subcircuitos funcionales, la dicotomía funcional descanso-tarea de la red de modo predeterminado se encontró principalmente en los primeros y segundos andamios homológicos. También a esa escala, encontramos que la red límbica juega un papel significativo en la reconfiguración homológica en los dominios tanto de la tarea como del sujeto, lo que allana el camino para investigaciones posteriores sobre el complejo papel neurofisiológico de dicha red. Desde una perspectiva más amplia, nuestro formalismo puede aplicarse, más allá de la conectómica cerebral, para estudiar los patrones de coordinación no localizados de estructuras localizadas que se extienden a través de complejas fibras de red.
Descripción
Las redes de conectividad funcional de todo el cerebro humano han demostrado exhibir tanto propiedades locales/cuasi locales (por ejemplo, un conjunto de subcircuitos funcionales inducidos por atributos de nodo o borde) como propiedades no locales (por ejemplo, patrones de coordinación funcional de orden superior). Sin embargo, las propiedades no locales de estratos topológicos inducidos por subcircuitos funcionales locales/cuasi locales aún no se han abordado. Con ese fin, propusimos un formalismo homológico que permite la cuantificación de características de orden superior de los subcircuitos funcionales del cerebro humano. Nuestros resultados indican que cada orden homológico desentraña de manera única diversas propiedades complementarias de los subcircuitos funcionales del cerebro humano. Notablemente, la distancia homológica entre el descanso y la tarea motora se observó tanto a nivel de todo el cerebro como a nivel de subcircuitos consolidados, lo que sugirió la propiedad de autosimilitud de la conectividad funcional del cerebro humano desentrañada por un núcleo homológico. Además, a nivel de todo el cerebro, se encontró que la diferenciación entre el descanso y la tarea fue más prominente entre el descanso y diferentes tareas en diferentes órdenes homológicos: (i) Tarea de emoción (), (ii) Tarea motora (), y (iii) Tarea de memoria de trabajo (). A nivel de subcircuitos funcionales, la dicotomía funcional descanso-tarea de la red de modo predeterminado se encontró principalmente en los primeros y segundos andamios homológicos. También a esa escala, encontramos que la red límbica juega un papel significativo en la reconfiguración homológica en los dominios tanto de la tarea como del sujeto, lo que allana el camino para investigaciones posteriores sobre el complejo papel neurofisiológico de dicha red. Desde una perspectiva más amplia, nuestro formalismo puede aplicarse, más allá de la conectómica cerebral, para estudiar los patrones de coordinación no localizados de estructuras localizadas que se extienden a través de complejas fibras de red.