基于内在点火的传播网络揭示了人脑自发活动的层级传播通路

脑区之间的定向通信是人脑功能的基础，但局部自发活动如何与定向的全脑传播模式相联系仍不明确。既往研究已描述了局部传播事件和全局波动式动力学，但仍缺乏一个能够连接局部事件、脑区间传播通路以及典型大尺度传播模式的框架。我们基于 Human Connectome Project 7T 队列的静息态功能磁共振成像数据，并采用内在点火（intrinsic ignition）框架，量化了阈上活动事件的级联，并构建了定向传播概率网络。我们发现区域传播偏好具有空间异质性，其中高外向传播偏好主要集中于躯体运动、视觉和默认模式脑区。在功能系统层面，传播模块大体上将视觉、躯体运动、背侧注意和腹侧注意网络与联结系统区分开来。区域逐步传播通路与主要功能梯度一致，而脑区之间更大的层级分离与更长的传播距离相关。这些通路形成了两种典型的传播模式，连接初级系统与联结系统，其中躯体运动脑区在自下而上的传播中更倾向于作为起始点，默认模式脑区在自上而下的传播中更倾向于作为起始点，而注意网络则处于中间位置。值得注意的是，这两种模式并非简单的镜像关系，自上而下传播在躯体运动和视觉系统内部表现出显著偏离。上述发现已在独立队列中得到重复验证。此外，个体传播架构可预测认知表现和烟草使用行为。总体而言，我们的研究通过将局部点火事件与层级化全脑传播通路及具有行为相关性的个体差异相衔接，为人脑自发活动传播提供了跨尺度见解。

跨脑区的定向通信是人类脑功能的基础，然而局部自发活动如何与定向的全脑传播模式相联系仍不清楚。既往研究已刻画了局部传播事件和全局波状动力学，但仍缺乏一个能够将局部事件、脑区间传播路径以及经典大尺度传播模式联系起来的框架。我们利用Human Connectome Project 7T队列的静息态功能MRI数据，并结合内在点火（intrinsic ignition）框架，量化了超阈值活动事件的级联，并构建了有向传播概率网络。我们发现区域传播偏好具有空间异质性，高外向传播偏好主要局限于躯体运动、视觉和默认模式区域。在功能系统层面，传播模块总体上将视觉、躯体运动、背侧注意和腹侧注意网络与联合系统区分开来。区域逐步传播路径与主要功能梯度一致，且脑区之间层级分离越大，传播距离越长。这些路径形成了两种连接初级系统与联合系统的经典传播模式：躯体运动区域在自下而上传播中更倾向于作为起始点，默认模式区域在自上而下传播中更倾向于作为起始点，而注意网络则处于中间位置。值得注意的是，这两种模式并非简单的镜像关系，自上而下传播在躯体运动和视觉系统内表现出显著偏离。上述发现已在独立队列中得到重复验证。此外，个体的传播架构能够预测认知表现和烟草使用行为。总体而言，我们的研究通过将局部点火事件与层级化的全脑传播路径及具有行为相关性的个体差异相连接，为理解人脑自发活动传播提供了跨尺度见解。

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🏷️ 内在点火 静息态功能磁共振 传播网络 层级传播通路 脑功能连接