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人脑的一个定义性特征是其多尺度组织结构，即区域性过程被整合进连贯的全脑网络架构之中。然而，局部功能组织如何适应这一全局架构的变异，迄今仍在很大程度上未知。在本研究中，我们将异速缩放框架应用于来自四个大规模数据集的静息态功能磁共振成像数据，这些数据涵盖不同文化背景、认知状态、发育阶段和临床状况。我们发现，人类功能网络遵循一种稳健且具有空间异质性的连接异速缩放规律：区域功能连接与全脑连接强度之间呈非线性缩放关系。这种缩放架构与皮层感觉运动—联合层级高度一致，其中低阶系统表现出超线性缩放，而高阶系统则表现出次线性缩放。连接异速缩放还与多尺度神经生物学组织特征相关，包括区域代谢属性、神经递质受体分布和转录组图谱，表明局部—全局功能缩放嵌入于皮层组织的基本生物学梯度之中。此外，该缩放模式及其生物学关联在相互独立的跨文化队列中均具有高度可重复性。重要的是，无论认知负荷如何，连接异速缩放在不同工作记忆条件下都保持了惊人的稳定性；该模式在儿童晚期即已出现，并且尽管存在区域特异性改变，在自闭症谱系障碍儿童和青少年中总体上仍得到保留。综上，这些发现确立了连接异速缩放这一此前未被认识的人类功能连接组组织原则，并提供了一个定量框架，用于将区域功能组织与健康及疾病状态下的全脑网络架构联系起来。
jinhui.wang.1982{at}gmail.com
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摘要
人类大脑的一个显著特征是其多尺度组织结构，在这一结构中，区域性过程被整合为连贯的全脑网络架构。然而，局部功能组织如何适应这种全局架构的变化，目前仍 largely 未知。为回答这一问题，我们将异速标度框架应用于来自四个大型数据集的静息态功能磁共振成像数据；这些数据涵盖不同文化、认知状态、发育阶段和临床状况。我们发现，人类功能网络遵循一种稳健且具有空间异质性的连接异速标度关系进行组织：区域功能连接强度与全脑连接强度之间呈非线性关系。这种标度架构与皮层感觉运动—联合层级高度一致，其中低阶系统表现出超线性标度，而高阶系统表现出次线性标度。连接异速标度还与多尺度神经生物学组织特征相关，包括区域代谢属性、神经递质受体分布以及转录组图谱，表明局部—全局功能标度关系嵌入于皮层组织的基本生物学梯度之中。此外，这一标度模式及其生物学关联在相互独立的跨文化队列中均具有高度可重复性。重要的是，无论认知负荷如何，连接异速标度在不同工作记忆条件下都保持了显著稳定性；该标度关系在儿童晚期已经出现，并且尽管存在特定脑区的改变，其整体模式在孤独症谱系障碍儿童和青少年中仍得到广泛保留。综上，这些发现确立了连接异速标度这一此前未被认识的人类功能连接组组织原则，并提供了一个定量框架，将区域功能组织与健康和疾病状态下的全脑网络架构联系起来。
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发布于 2026 年 9 月 20 日。
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连接异速标度是人类功能连接组的稳健组织原则
Changwen Wu
、
Xiaofan Qiu
、
Junle Li
、
Suhui Jin
、
Xueyan Jiang
、
Jinhui Wang
bioRxiv
2026.09.14.751437；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.14.751437
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连接异速标度是人类功能连接组的稳健组织原则
Changwen Wu
、
Xiaofan Qiu
、
Junle Li
、
Suhui Jin
、
Xueyan Jiang
、
Jinhui Wang
bioRxiv
2026.09.14.751437；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.14.751437
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.14.751437v1?rss=1
🏷️ 功能连接组 连接异速缩放 静息态功能磁共振成像 脑网络组织 皮层层级 神经生物学梯度