人类连接组是将大脑区域彼此联系起来的一组物理途径。经验和计算机研究表明,该网络的结构有助于塑造大脑区域之间功能耦合的模式。为了更好地理解结构和功能之间的这种联系,越来越多的研究从结构连接性中得出了几何,动态和拓扑预测因子,以便对相关结构进行预测。然而,这些研究通常专注于使用一组受限制的预测因子的全局(全脑)预测。在这里,我们研究了广泛的预测因子,并将重点转移到功能耦合的局部(区域)模式的预测上。我们表明,在全球范围内,没有一个单独的预测因子很好地形成,即使是最佳预测因子也是在很大程度上受到其预测直接连接区域之间功能耦合的能力的驱动。然后,我们使用相同的预测因子来对局部耦合进行预测,并找到明显的改进。值得注意的是,最可预测的局部FC与感觉运动区域相关,这些区域是根据拓扑相似性,随机步行者的平均第一个传递时间以及大脑在欧几里得空间中的嵌入。然后,我们证明,通过使用多线性模型结合多个预测变量的预测能力,我们可以进一步改善本地预测。最后,我们研究了整个人类寿命的全球和局部结构功能耦合如何变化。我们发现,在全球范围内,耦合的幅度随着生物年龄的增长而减小,这与多步路径的数量增加相似。我们还表明,在局部结构功能耦合以高阶认知系统保存,但优先在感觉运动系统中随着年龄而降低。我们的结果阐明了跨大脑皮层的结构连接耦合的异质景观,并有助于随着年龄的增长阐明其变化。
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