Three Distinct Sets of Connector Hubs Integrate Human Brain Function.
Three Distinct Sets of Connector Hubs Integrate Human Brain Function.
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DOI：
10.1016/j.celrep.2018.07.050
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发表时间：
2018-08-14
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Nelson SM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gordon EM;Lynch CJ;Gratton C;Laumann TO;Gilmore AW;Greene DJ;Ortega M;Nguyen AL;Schlaggar BL;Petersen SE;Dosenbach NUF;Nelson SM
对行为的控制是由大脑的控制网络实现的，这些网络与较低级别的感觉运动和默认网络相互作用，以调节它们的功能。这种相互作用是由互连离散网络的专门的“连接器枢纽”区域来促进的。以前的研究将中枢视为大脑区域的单一类别，尽管当在个体大脑中进行检查时，它们的单一性质是值得怀疑的。在这里，我们通过使用功能磁共振成像在两个独立的数据集中表征特定个体的中枢区域来研究中枢的性质。我们确定了三组可分离的连接器中枢，它们在特定的大脑网络之间整合信息。这三个中枢类别在大脑网络结构中占据不同的位置；当人工损害时，它们对网络的影响是不同的，而且它们在认知和运动任务表现中的参与程度也不同。这项工作提出了一种大脑组织模型，其中不同的连接器中枢集成了控制功能，并允许对单独的处理流进行自上而下的控制。Gordon等人。确定集成特定大脑网络的可分离控制处理、控制默认和交叉控制连接器集线器。这些集线器集在任务执行期间以不同方式参与，并在人为破坏时以不同方式影响网络。不同的连接器集线器组可以分别实现对感觉运动、情绪和控制功能的自上而下的控制。
Control over behavior is enabled by the brain’s control networks, which interact with lower-level sensory motor and default networks to regulate their functions. Such interactions are facilitated by specialized “connector hub” regions that interconnect discrete networks. Previous work has treated hubs as a single category of brain regions, although their unitary nature is dubious when examined in individual brains. Here we investigated the nature of hubs by using fMRI to characterize individual-specific hub regions in two independent datasets. We identified three separable sets of connector hubs that integrate information between specific brain networks. These three hub categories occupy different positions within the brain’s network structure; they affect networks differently when artificially lesioned, and they are differentially engaged during cognitive and motor task performance. This work suggests a model of brain organization in which different connector hubs integrate control functions and enable top-down control of separate processing streams. Gordon et al. identify separable control-processing, control-default, and cross-control connector hubs that integrate specific brain networks. These hub sets are differentially engaged during task performance and affect networks differently when artificially lesioned. Different connector hub sets may separately enable top-down control of sensory motor, emotional, and control of control functions.
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