从脑微观结构到动力学：连接灰质和白质结构与传播延迟

理解神经动力学与其底层脑结构之间的关系，尤其是后者对传导延迟的影响，仍然是神经科学中的核心问题。在人类中，我们主要通过神经生理学上的传播测量在宏观尺度上接触这些现象。在这一尺度上，信号传播体现为可测量的延迟，这些延迟既来源于白质（WM）轴突传导，也来源于灰质（GM）中的突触与整合过程。尽管特定的白质特征已被明确地与单根轴突的传导延迟联系起来，但目前尚无清晰的模型将灰质微观结构特性与大尺度传播联系起来。为此，我们结合先进的 MRI 微观结构建模与静息态 MEG，在 94 名健康对照者样本中探究脑结构与信号传播之间的联系。白质指标包括轴突直径、髓鞘化程度（g 比值、髓鞘水分数）以及纤维束长度，而灰质则采用 SANDI 模型和皮层厚度进行表征。传播延迟通过神经元雪崩框架进行量化。我们的研究结果表明，所有白质和灰质指标均与传播延迟存在显著关联。当尝试使用我们的白质/灰质指标时，我们能够通过线性回归建模预测观测延迟中最高约 26% 的变异。我们还发现了频率特异性的传播动力学与纤维束长度之间的关联。最后，利用典型相关分析，我们证明了白质/灰质指标与 MEG 频率特异性传播延迟之间存在多变量耦合。我们的研究结果为组织结构与大尺度神经动力学之间的联系提供了证据，并支持建立具有生物学基础的信号传播模型。

理解神经动力学与其潜在脑结构之间的关系，尤其是后者对传导延迟的影响，仍然是神经科学中的核心问题。在人类中，我们主要通过传播的神经生理学测量在宏观尺度上观测这些现象。在这一尺度上，信号传播表现为可测量的延迟，这些延迟既来源于白质（WM）轴突传导，也来源于灰质（GM）的突触和整合过程。尽管白质的特定特征已被明确与单轴突传导延迟联系起来，但尚无清晰模型将灰质微结构特性与大尺度传播联系起来。为此，我们结合先进的MRI微结构建模与静息态MEG，在94名健康对照组成的样本中将脑结构与信号传播联系起来。白质指标包括轴突直径、髓鞘化程度（g比值、髓鞘水分数）以及纤维束长度，而灰质则采用SANDI模型和皮层厚度进行表征。传播延迟使用神经元雪崩框架进行量化。我们的研究结果表明，所有白质和灰质指标均与传播延迟显著相关。当尝试使用我们的白质/灰质指标时，我们能够利用线性回归模型预测多达约26%的观测延迟。我们还发现了频率特异性的传播动力学与纤维束长度之间的关联。最后，利用典型相关分析，我们证明了白质/灰质指标与MEG频率特异性传播延迟之间的多变量耦合。我们的研究结果为组织结构与大尺度神经动力学之间的联系提供了证据，并支持构建具有生物学基础的信号传播模型。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.12.731878v1?rss=1

🏷️ 脑微观结构 传播延迟 灰质与白质 静息态MEG MRI微结构建模 神经动力学