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默认模式网络 20 年：回顾与总结
默认模式网络 (DMN) 的发现彻底改变了我们对人类大脑运作方式的理解。在这里，我回顾了导致发现 DMN 的发展，提出了个人反思，并思考了我们对 DMN 功能的认识在过去二十年中是如何演变的。我总结了研究 DMN 在自我参照、社会认知、情景和自传体记忆、语言和语义记忆以及走神方面的作用的文献。我确定了统一的主题并提出了关于 DMN 在人类认知中的作用的新观点。我认为 DMN 整合并传播记忆、语言和语义表征，以创建一个反映我们个人经历的连贯的“内部叙事”。这种叙事对于构建自我意识至关重要，塑造了我们如何看待自己和与他人互动，可能在儿童时期的自我导向言语中具有个体发生起源，并构成了人类意识的重要组成部分。
细胞结构、布线和信号流
默认模式网络 (DMN) 与复杂思维和行为的许多方面有关。在这里，我们利用尸检组织学和体内神经成像来描述 DMN 的解剖结构，以更好地了解其在信息处理和皮质通信中的作用。我们的结果表明，DMN 在细胞结构上是异质的，包含不同细胞结构类型，这些细胞结构类型可针对单模态、异模态和记忆相关处理进行不同程度的专门化。通过研究基于扩散的结构连接与细胞结构，我们发现 DMN 包含可接收来自感觉皮层输入的区域和相对与环境输入隔离的核心。最后，使用有效连接模型对信号流的分析表明，DMN 在平衡其在各个感觉层次之间的输出方面在皮质网络中是独一无二的。总之，我们的研究建立了解剖学基础，从中可以发展出 DMN 在人类大脑功能和认知中所起的广泛作用的机制解释。
脑科学 - 欧文实验室
摘要：最近的研究表明，长期意识障碍 (PDOC) 是由关键皮质和皮质下网络的结构和功能障碍引起的，包括默认模式网络 (DMN) 和前脑中脑回路 (AFM)。然而，这种损伤的具体机制仍然未知。已知纹状体-苍白球通路的中断会导致丘脑的过度抑制和皮质缺乏兴奋，这是 PDOC 的特征。在这里，我们在 rs-fMRI 数据上使用光谱动态因果模型和参数经验贝叶斯来评估 PDOC 中的 DMN 变化是否是由 AFM 中断引起的。PDOC 患者表现出 AFM 内的整体耦合减少，具体而言，纹状体的自我抑制减少，同时纹状体与丘脑的耦合减少。这导致 AFM 对 DMN 的抑制作用消失，主要由包括楔前叶和下顶叶皮质在内的后部区域驱动。反过来，DMN 显示出楔前叶和内侧前额叶皮质的自我抑制中断。我们的结果在皮层下水平上为前部中脑回路模型提供了支持，但强调了 AFM 对 DMN 的抑制作用，而 DMN 在 PDOC 中被破坏。
默认模式网络在实时使用EEG
摘要 - 心理健康障碍会影响全球无数人，并对精神卫生服务提出了一个重大挑战，这些服务正在全球范围内的需求挣扎。最近的研究表明，大脑的默认模式网络（DMN）的活动可以证明是在监测患者从抑郁症中康复的洞察力，并已被用作治疗靶点本身。存在使用功能性磁共振成像来复制针对DMN连接性的最新治疗方案，使用脑电图（EEG）的更经济可扩展的模态。这项工作的目的是验证使用公开可用数据集应用于脑电图数据的实时DMN检测方法的准确性。使用隐藏的马尔可夫模型来识别12个状态静止状态网络，这项工作的总体DMN检测准确性为95％。此外，该模型能够在基线和计算出的DMN分数占用率之间实现0.617的相关性。这些结果证明了实时分析通过脑电图数据有效识别DMN的能力，从而为进一步的应用程序提供了监测和治疗心理健康障碍的途径。
尼古丁急剧改变大脑静息状态的时间特性
背景：尼古丁依赖者改变了神经认知网络的活动，例如默认模式 (DMN)、突显性 (SN) 和中央执行网络 (CEN)。一种理论认为，在长期吸烟者中，戒除尼古丁会推动更多与 DMN 相关的内部处理，而尼古丁替代会抑制 DMN 并增强 SN 和 CEN。然而，急性尼古丁是否会影响非吸烟者的网络动态尚不清楚。方法：在一项随机双盲交叉研究中，17 名健康非吸烟者（8 名女性）在收集静息状态功能性磁共振成像 (fMRI) 之前两天服用安慰剂和尼古丁（2 毫克片剂）。先前定义的 462 名个体的大脑状态与包括 DMN、SN 和 CEN 在内的特征明确的静息状态网络在空间上重叠，这些状态被用于计算静息状态下的特定状态动态：处于该状态的总时间、进入后在每个状态中的持久性以及状态转换的频率。我们检查了尼古丁是否会急剧改变这些静息状态动态。结果：出现了显著的药物与状态相互作用；事后分析表明，与安慰剂相比，尼古丁抑制了额岛-DMN 状态（后扣带皮层、内侧前额叶皮层、前岛叶、纹状体和眶额皮层）所花费的时间，并增加了 SN 状态（前扣带皮层和岛叶）所花费的时间。在持久性和频率方面没有观察到显著的发现。结论：在非吸烟者中，尼古丁会使静息状态下的大脑功能偏离额岛-DMN，而偏向 SN，这可能会降低内部聚焦认知并增强显着性处理。虽然过去的研究表明尼古丁会影响 DMN 活动，但当前的研究表明尼古丁对与沉思和抑郁相关的特定 DMN 类网络有影响。
婴儿大脑区域大脑血流增加默认模式网络的支持出现
抽象的人类婴儿的特征是在整个寿命中大多数快速的区域脑血流（RCBF）增加以及基本脑系统默认模式网络（DMN）的出现。然而，婴儿RCBF如何在整个大脑中的时空变化以及RCBF增加如何支持功能网络（例如DMN）的出现仍然未知。在此，通过获取包括伪连续的动脉旋转式灌注MRI和48位横断面的48位婴儿的静止功能性MRI，我们阐明了未经预言的4D时空女神RCBF RCBF框架和区域生理学涉及Infcunce，我们阐明了48位婴儿的静止状态MRI。我们发现，与视觉和感觉运动网络相比，DMN中的RCBF更快。我们还发现，在DMN中特别发现RCBF和网络强度的增加，这表明局部血液流量更快地增加了DMN成熟中的外交代谢需求。这些结果提供了对脑功能网络出现的生理机制的见解，并对脑部疾病的网络成熟改变具有重要意义。
破坏了出生的儿童的静止状态脑网络动态极端早产
发育中的大脑必须适应极其早产（EPT）出生后的环境和内在侮辱。正在进行的成熟过程最大程度地适合环境，这可以为神经发育失败提供底物。静止状态功能磁共振成像用于扫描33名出生的EPT儿童，胎龄<27周，在10岁时进行了26个完美控制。我们研究了大脑区域传播神经信息（固有点火）及其跨时间的可变性（节点 - 测素）的能力。该框架是针对背部注意网络（DAN），Frontoparietal，默认模式网络（DMN）以及显着性，边缘，视觉和体感网络计算的。与对照组相比，EPT组在DMN和DAN中显示出固有的点火降低，并且在DMN，DAN和显着性网络中降低了淋巴结量。两组的固有点火和节点 - 渗透率值与12岁的认知性能相关，但在调整后仅在术语组中存活。早产扰乱了3个核心高级网络中休息的功能性脑组织的签名：DMN，显着性和DAN。在EPT诞生后识别脆弱的静止状态网络可能会导致旨在重新平衡大脑功能的干预措施。
对初级保健中人工智能应用的看法
本文经过外部同行评审。提交日期：2022 年 5 月 12 日；修订日期：2022 年 9 月 18 日；2022 年 10 月 14 日；接受日期：2022 年 10 月 20 日。来自加拿大安大略省伦敦西部大学舒立克医学和牙科学院流行病学和生物统计学系 (DMN、DJL、ALT、MZ)；加拿大安大略省 ICES (DMN、MZ)；加拿大安大略省伦敦西部大学舒立克医学和牙科学院家庭医学系家庭医学研究中心 (DMN、CT、JBB、JR、ALT、MZ)；加拿大安大略省伦敦西部大学理学院计算机科学系 (JKK、DJL)；加拿大安大略省多伦多健康社区联盟研究与评估系 (JR)；加拿大安大略省伦敦西部大学舒立克医学与牙科学院公共卫生舒立克跨学科项目 (ALT)。
原创文章 人类颅内显着网络的时空完整性和自发非线性动态特性
显着性网络 (SN) 在认知控制和自适应人类行为中起着关键作用，但其电生理基础和毫秒时间尺度的动态时间特性尚不清楚。在这里，我们使用来自多个队列的侵入式颅内脑电图 (iEEG) 来研究 SN 的神经生理基础，并确定将其与默认模式网络 (DMN) 和背外侧额叶-顶叶网络 (FPN) 区分开来的动态时间特性，这两者都是人类认知中发挥重要作用的另外两个大规模大脑网络。对网络相互作用的 iEEG 分析表明，共同锚定 SN 的前岛叶和前扣带皮层之间的网络内相互作用比与 DMN 和 FPN 的跨网络相互作用更强。对 SN、DMN 和 FPN 之间信息流方向性的分析揭示了 SN 中的因果流出中心与其在网络相互作用的快速时间切换中的作用一致。对区域 iEEG 时间波动的分析表明，与 DMN 和 FPN 相比，SN 内神经活动的时间动态更快，熵更高。至关重要的是，这些结果在多个队列中得到了复制。我们的研究结果为 SN 的神经生理学基础提供了新的见解，更广泛地说，为人类大脑大规模功能组织的基础机制提供了新的见解。
自闭症儿童的记忆力障碍的可复制模式及其与超连接的脑电路的联系
抽象背景：记忆力障碍对自闭症谱系障碍（ASD）儿童（ASD）的儿童具有深远的影响。然而，ASD儿童和潜在的神经回路机制的记忆功能障碍的确切性质仍然很少了解。默认模式网络（DMN）是一个与内存和认知功能相关的大脑网络，而DMN功能障碍是ASD最可复制和强大的大脑签名之一。方法：我们使用了25至8至12岁的ASD儿童和29个匹配的25岁至12岁儿童的全面电池，并进行了功能电路分析，通常会发展为对照儿童。结果：与对照儿童相比，ASD儿童的记忆表现降低。一般和面部记忆作为ASD中记忆困难的不同维度出现。重要的是，在2个独立的数据集中复制了ASD儿童的情节记忆减少的发现。与DMN相关的内在功能电路的分析表明，一般和面部存储器的定义与独特的，超连接的电路相关：异常的海马连接性预测的一般记忆减少了一般记忆，而异常的后扣cottorex Cortex Cortex Cortex Cortucation Cortex Cortucation CORTUCTION CORTEX CORTIONS CORTURACE CORTISED预测的面部记忆则减小。值得注意的是，异常的海马 - 后扣带回皮层电路是ASD中一般和面部记忆减少的常见特征。这些发现突出显示了ASD中DMN功能障碍的作用，该功能扩展到了面部内存超出一般内存函数。结论：我们的结果代表了对ASD儿童的情节记忆功能的全面评估，并确定了与不同与DMN相关电路的功能障碍有关的ASD儿童的广泛可复制模式。