多模态神经影像与神经网络建模揭示背外侧前额叶皮层兴奋-抑制活动对工作记忆大尺度网络动态的支撑

《Communications Biology》：Differential excitatory-inhibitory balance within dorsolateral prefrontal cortex links inter-network interactions in working memory

　　

摘要

工作记忆涉及多个脑区之间复杂的活动与交互。然而，目前对这些大尺度活动与交互模式如何与静息态活动以及局部脑区内的兴奋性和抑制性交互相关联知之甚少。在此，我们利用多模态神经影像技术和大规模神经网络建模，证明了背外侧前额叶皮层（DLPFC）内的兴奋性和抑制性神经元活动与工作记忆期间的网络间交互相关联。我们通过扰动基于静息态功能磁共振成像（fMRI）约束的神经网络模型，并利用fMRI和正电子发射断层扫描（PET）受体图谱进行分子富集分析，生成了可检验的预测。随后，我们展示了前额顶叶网络和默认模式网络的活动——在静息态与工作记忆之间存在差异——与DLPFC的活动及其与这些网络的功能性交互共同变化。这些发现从机制上解释了局部兴奋性和抑制性活动如何可能支持工作记忆所涉及的大尺度网络动态。