基于连接性的工作记忆预测及其神经组织结构的性别差异

《Cognitive Neurodynamics》：Sex differences in connectivity-based prediction of working memory and its neural organization

　　

摘要

工作记忆依赖于大脑各系统之间的协调互动。尽管关于工作记忆的性别差异已有很多研究，但以往的研究大多集中在群体层面的激活差异上。因此，目前尚不清楚是否可以用基于功能连接性的不同模型来描述男性和女性在工作记忆表现上的差异。我们分析了人类连接组计划中的622名参与者（311名女性和311名男性），这些参与者在经过数据质量和完整性筛选后仍被纳入研究，且男女两组在相关协变量上具有可比性，组间不存在显著差异。利用n-back任务的功能磁共振成像数据以及相应的行为测量结果，我们分别为男性和女性构建了基于连接组的 work记忆表现预测模型。这两种性别的工作记忆表现都可通过模型进行预测。然而，跨性别验证显示，用女性数据训练的模型能够较好地预测男性的工作记忆表现，而用男性数据训练的模型则无法有效预测女性的工作记忆表现。为探究造成这种差异的因素，我们分析了每个性别组内的受试者一致性。在多个脑区中，女性的性别内神经动态一致性高于男性，进一步分析表明，更高的受试者一致性与更稳定的预测特征以及更好的跨性别预测性能相关。重要的是，性别差异不仅体现在模型性能上，还体现在预测性连接模式本身，主要涉及高级认知控制机制和低级视觉系统。功能连接梯度分析也为这一模式提供了支持。综上所述，这些发现有助于我们更深入地理解工作记忆网络机制，为理解工作记忆障碍的性别差异以及探索潜在干预措施提供了依据。