Modelling and prediction of the dynamic responses of large-scale brain networks during direct electrical stimulation

神经调节 神经科学 脑深部刺激 刺激 脑功能 大脑活动与冥想 微刺激 脑电刺激 动态功能连接 网络动力学 计算机科学 脑电图 功能连接 脑刺激 心理学 医学 帕金森病 疾病 数学 病理 离散数学
作者
Yuxiao Yang,Shaoyu Qiao,Omid G. Sani,J. Isaac Sedillo,Breonna Ferrentino,Bijan Pesaran,Maryam M. Shanechi
出处
期刊:Nature Biomedical Engineering [Springer Nature]
卷期号:5 (4): 324-345 被引量:89
标识
DOI:10.1038/s41551-020-00666-w
摘要

Direct electrical stimulation can modulate the activity of brain networks for the treatment of several neurological and neuropsychiatric disorders and for restoring lost function. However, precise neuromodulation in an individual requires the accurate modelling and prediction of the effects of stimulation on the activity of their large-scale brain networks. Here, we report the development of dynamic input-output models that predict multiregional dynamics of brain networks in response to temporally varying patterns of ongoing microstimulation. In experiments with two awake rhesus macaques, we show that the activities of brain networks are modulated by changes in both stimulation amplitude and frequency, that they exhibit damping and oscillatory response dynamics, and that variabilities in prediction accuracy and in estimated response strength across brain regions can be explained by an at-rest functional connectivity measure computed without stimulation. Input-output models of brain dynamics may enable precise neuromodulation for the treatment of disease and facilitate the investigation of the functional organization of large-scale brain networks.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Xbr发布了新的文献求助30
2秒前
Eleanor完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
5秒前
Yely给Yely的求助进行了留言
5秒前
vision0000完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
霜降完成签到,获得积分10
7秒前
tyy完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
Kumiko发布了新的文献求助20
8秒前
稚气满满发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
孟凡雨发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
SOLOMON应助jiangcai采纳,获得10
10秒前
高高亦巧完成签到,获得积分10
10秒前
Lucas应助zhang5657采纳,获得10
10秒前
Robin完成签到,获得积分10
10秒前
zbl完成签到,获得积分10
10秒前
Andrea0899发布了新的文献求助10
11秒前
一tiao小于发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
vanilla发布了新的文献求助10
12秒前
乐风发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
无花果应助包容乌采纳,获得10
13秒前
652183758发布了新的文献求助50
14秒前
小熊发布了新的文献求助10
14秒前
霍小美发布了新的文献求助10
14秒前
阿媛呐发布了新的文献求助10
14秒前
一步一脚印完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
fyf完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Gymnastik für die Jugend 600
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 400
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2386273
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2092661
关于积分的说明 5264954
捐赠科研通 1819586
什么是DOI,文献DOI怎么找? 907571
版权声明 559181
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 484838