默认模式网络与任务正网络之间相互拮抗的神经动力学分析

任务正激活与任务负激活的工作机制是认知功能实现的基本要素.这一拮抗关系的失衡或者受损可能会引发一系列严重的退行性神经疾病,然而到目前为止,尚不清楚这种拮抗现象的神经机制.该文基于默认模式网络与任务正网络在突触层面上相互抑制的假设,并结合多种刺激条件下的工作记忆模型,进行了计算机数值模拟.研究结果表明:1)任务正网络与任务负网络之间在神经活动上呈现出拮抗关系; 2)伴随着工作记忆刺激方向数目的增加,任务负网络神经活动的衰减程度会随之增大; 3)当工作记忆相关的脑区其神经活动增加时,任务负网络的神经活动减少;4)并且随着工作记忆任务难度的增加,任务负网络的神经活动会迅速衰减.这些计算结果都与神经科学实验数据是匹配的.由于任务负激活是默认模式网络的主要特征,因此默认模式网络与任务正网络在突触层面上的相互抑制是这两种不同性质网络之间形成拮抗关系的根本原因.

精神分裂症患者固有网络的功能磁共振成像的研究

目的:用功能磁共振成像(fMRI)检测精神分裂症患者静息状态固有网络功能连接方面的差异,探讨疾病特异性的生物学标记,为理解疾病机理发病机制和临床诊断提供新线索和依据。方法:对25例精神分裂症患者、25例健康同胞和25例健康对照进行静息状态的fMRI资料采集。结果:精神分裂症患者、健康同胞和健康对照共同的固有网络内两两脑区之间的功能连接比较发现有三条异常功能连接:左侧前额叶背外侧(DLPFC)与右侧额下回(IFG)之间的功能连接,左侧颞下回(ITG)与扣带回后部皮质/楔前叶(PCC/PCu)之间的功能连接,双侧ITG之间的功能连接;LSD法发现,在任务负激活网络(TNN),精神分裂症患者和健康同胞均存在双侧ITG的功能连接升高,而仅精神分裂症患者存在PCC/PCu和左侧ITG的功能连接升高;在任务正激活网络(TPN),仅精神分裂症患者存在左侧DLPFC和右侧IFG的功能连接升高。未发现分属TPN和TNN的两两脑区之间的功能连接差异。结论:精神分裂症患者及其健康同胞均存在固有网络的功能连接升高。精神分裂症的病理生理基础与TNN和TPN的功能连接增强有关。TNN的功能连接升高提示患精神分裂症的风险升高,并与精神分裂症的遗传易感性相关。