基于自然视频fMRI的白质环路功能特异性映射与认知分区框架

《Nature Communications》：Unveiling the functional specialisation of human white matter circuits with naturalistic stimuli

　　

摘要

功能磁共振成像（fMRI）传统上主要关注灰质激活，忽略了白质通路对大脑组织的贡献。然而，证据表明白质会约束、调节并整合远距离脑区之间的信号。在此，我们提出了一种框架，利用参与者在观看自然视频期间采集的fMRI扫描数据，来绘制白质环路的功能特异性。通过利用生态效度高的刺激，该方法能够捕捉认知自然展开的过程。将fMRI与大脑连接整合，我们推导出了基于功能的大脑连接组分区，挑战了传统的基于皮层的认知分类体系。联合纤维和连合纤维呈现出不同的认知特征，其中联合通路优先与语言相关过程相关，而连合通路与执行功能和运动功能相关，证实了白质系统的功能异质性。应用于独立数据集的人工智能框架证实了所识别脑区片的稳健性和功能相关性。该开放获取的框架还允许交互式探索白质功能组织，为认知的神经基础提供了新的视角。