Precision data-driven modeling of cortical dynamics reveals person-specific mechanisms underpinning brain electrophysiology

托换 电生理学 神经科学 动力学(音乐) 心理学 计算机科学 工程类 教育学 土木工程
作者
Matthew F. Singh,Todd S. Braver,Michael W. Cole,ShiNung Ching
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (3)
标识
DOI:10.1073/pnas.2409577121
摘要

Task-free brain activity affords unique insight into the functional structure of brain network dynamics and has been used to identify neural markers of individual differences. In this work, we present an algorithmic optimization framework that directly inverts and parameterizes brain-wide dynamical-systems models involving hundreds of interacting neural populations, from single-subject M/EEG time-series recordings. This technique provides a powerful neurocomputational tool for interrogating mechanisms underlying individual brain dynamics (“precision brain models”) and making quantitative predictions. We extensively validate the models’ performance in forecasting future brain activity and predicting individual variability in key M/EEG metrics. Last, we demonstrate the power of our technique in resolving individual differences in the generation of alpha and beta-frequency oscillations. We characterize subjects based upon model attractor topology and a dynamical-systems mechanism by which these topologies generate individual variation in the expression of alpha vs. beta rhythms. We trace these phenomena back to global variation in excitatory–inhibitory balance, highlighting the explanatory power of our framework to generate mechanistic insights.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jzmupyj完成签到,获得积分10
刚刚
不系舟完成签到,获得积分10
1秒前
粱乘风发布了新的文献求助10
2秒前
研究僧完成签到,获得积分10
2秒前
烟花弥漫完成签到 ,获得积分10
3秒前
Sicecream完成签到,获得积分10
4秒前
踏实谷蓝完成签到 ,获得积分10
4秒前
Jenna完成签到 ,获得积分10
4秒前
Ho完成签到,获得积分10
4秒前
77完成签到,获得积分10
5秒前
Agq完成签到,获得积分10
6秒前
研友_LMBAXn完成签到,获得积分10
6秒前
怕黑鑫完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
枚青青完成签到 ,获得积分10
8秒前
cclday完成签到,获得积分10
8秒前
张教授完成签到 ,获得积分10
11秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
11秒前
王心心完成签到 ,获得积分10
13秒前
jzmulyl完成签到,获得积分10
13秒前
诸糜完成签到,获得积分10
14秒前
qwer完成签到 ,获得积分10
15秒前
dake2021完成签到,获得积分10
15秒前
大白小杨完成签到 ,获得积分10
16秒前
静心完成签到,获得积分10
17秒前
nancy完成签到,获得积分10
17秒前
追寻的忆山完成签到,获得积分10
17秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Greg应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Laity完成签到,获得积分10
19秒前
istiany完成签到 ,获得积分10
19秒前
aaaa完成签到,获得积分10
20秒前
qpzn完成签到,获得积分10
21秒前
结实的凉面完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7247843
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8870803
关于积分的说明 18712972
捐赠科研通 6926695
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198061
关于科研通互助平台的介绍 2373825
邀请新用户注册赠送积分活动 2172920