Lesezeit: 10.11.2023
1. Einleitung
Jahr: 2018
Autor: Maxwell A. Bertolero, B. T. Thomas Yeo
Zeitschrift: Natur menschliches Verhalten
Anzahl der Zitate: 180
2 Innovationspunkte
Die Autoren schlagen ein mechanistisches Modell vor, das die Funktion von Verbindungsknotenpunkten und ihren Einfluss auf die kognitive Leistung erklärt.
(1) Schlagen Sie die Rolle von Verbindungsknoten in Netzwerken des menschlichen Gehirns vor: Dieser Artikel konzentriert sich auf die Rolle von Verbindungsknoten in Netzwerken des menschlichen Gehirns und veranschaulicht ihre Unterstützung für kognitive Prozesse.
(2) Vorgeschlagenes mechanistisches Modell: Der Autor schlug ein mechanistisches Modell vor, um die Funktionen von Verbindungs-Hubs und ihre Auswirkungen auf die Aufgabenleistung zu erklären.
(3) Zeigt die Beziehung zwischen den Verbindungen von Verbindungsknotenpunkten und der kognitiven Leistung: Untersuchungen haben ergeben, dass Verbindungsknotenpunkte mit starken und vielfältigen Verbindungen die Modularität erhöhen und die kognitive Leistung verbessern können.
(4) Das Gleichgewicht zwischen Verbindungs-Hubs und Modularität wird diskutiert: Das Papier weist darauf hin, dass eine vollständig modulare Gehirnorganisation ihre Funktion einschränken wird und Verbindungs-Hubs eine Lösung bieten, um die Beziehung zwischen verschiedenen Modulen anzupassen . Verbindungen zur aufgabenbezogenen Informationsintegration.
(5) Entdeckung von Verbindungen zwischen Hubs: Der Autor betont, dass die Verbindungen zwischen Hubs eine vielfältige Gruppe bilden.
3 Verwandte Forschung
(1) Connector-Hubs
Connector-Hubs sind spezielle Knoten im Gehirnnetzwerk, die über vielfältige Konnektivität verfügen und verschiedene Communities verbinden. Connector-Hubs spielen eine wichtige Rolle in Gehirnnetzwerken, indem sie die Konnektivität zwischen Communities regulieren, um Informationsintegration und aufgabenadaptive Informationsübertragung zu erreichen. Die Ergebnisse legen nahe, dass starke und vielfältige Konnektor-Hubs dazu beitragen, die Modularität von Gehirnnetzwerken zu erhöhen und die Leistung bei kognitiven Aufgaben zu verbessern. Es gibt auch enge Verbindungen zwischen den Verbindungsknotenpunkten, wodurch eine vielfältige Bevölkerung entsteht. Daher spielen Connector-Hubs wichtige Funktionen bei der Unterstützung kognitiver Prozesse.
Diagramm aus [Netzwerk-Hubs im menschlichen Gehirn]
Der Provinz-Hub ist ein hochgradig vernetzter Knoten, der hauptsächlich andere Knoten innerhalb desselben Moduls verbindet. Im Gegensatz dazu sind Connector-Hubs hochgradig vernetzte Knoten, die verschiedene Module verbinden. Der Provincial-Hub ist hauptsächlich für die Verbindung von Knoten innerhalb desselben Funktionsmoduls verantwortlich, während der Connector-Hub die Verbindung zwischen verschiedenen Funktionsmodulen herstellt. Diese unterschiedliche Klassifizierung hilft zu verstehen, wie Gehirnnetzwerke organisiert sind und funktionieren.
4 Modelle
(1) Das Gehirnnetzwerk hat eine modulare Struktur mit einer Gemeinschaft eng verbundener Knoten, die innerhalb ihrer eigenen Gruppe enger verbunden sind als außerhalb der Gruppe. Das lokale Zentrum innerhalb einer Gemeinschaft ist eng mit der eigenen Gemeinschaft verbunden und für bestimmte kognitive Funktionen wichtig.
(2) Das Verbindungszentrum hat eine spezifische Zellstruktur im menschlichen Gehirn und ist mit verschiedenen kognitiven Aufgaben verbunden. Modulare Netzwerkstrukturen, die durch unterschiedliche Verbindungsknotenpunkte ermöglicht werden, sind optimal für ein breites Spektrum kognitiver Prozesse.
(3) Das Vorhandensein verschiedener Verbindungs-Hubs im Netzwerk trägt dazu bei, die Modularität des Netzwerks zu erhöhen. Es besteht ein positiver Zusammenhang zwischen vielfältigen Verbindungen in Hubs und einer höheren Netzwerkmodularität.
(4) Der Verbindungs-Hub spielt eine Rolle bei der Förderung einer höheren Modularität, indem er die Verbindungen seiner Nachbarn anpasst, um sie modularer zu machen.
5 Experimentelle Analyse
Zeigt an, dass ein positiver Zusammenhang zwischen der Vielfalt der Connector-Hubs und der funktionalen Modularität sowie ein positiver Zusammenhang mit der kognitiven Leistung besteht.
Durch die Berechnung der Connector-Hubs werden die Promotion-Koeffizienten von Knoten und berechnet Lokale Hub-Knoten auf die Modularität des Gehirnnetzwerks bzw. die Aufgabenleistung wurden verwendet, um ihre Auswirkungen auf das Gehirnnetzwerk zu untersuchen. Die Modularitätskoeffizienten von Connector- und lokalen Hub-Knoten waren deutlich höher, was darauf hindeutet, dass starke Connectors und lokale Hubs zur modularen Struktur des Gehirnnetzwerks beitragen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Connector-Hubs und lokale Hub-Knoten gleichzeitig die modulare Struktur von Gehirnnetzwerken und die Aufgabenleistung fördern können.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Beziehung zwischen Konnektor-Hubs und Modularität durch die Konnektivität zwischen sensorischen, motorischen, dorsalen Aufmerksamkeits-, ventralen Aufmerksamkeits- und cingulär-kraniellen Parietalgemeinschaften der Primordia vermittelt wird. Diese Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Organisation funktionaler Gehirnnetzwerke und zeigen, dass die Lage und Funktion von Verbindungsknoten wichtige Konsequenzen für die Modularität von Gehirnnetzwerken haben.
6 Gedanken
Auf der Grundlage von [Netzwerk-Hubs im menschlichen Gehirn] wird der biologische Mechanismus von Connector-Hubs weiter im Detail vorgestellt, was die Weiterentwicklung der Computerimplementierung der Neurowissenschaften fördern kann.