Understanding generative mechanisms of switching between segregated and integrated states of brain functional networks

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16887
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Fukushima Makoto 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70836452)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 脳機能ネットワーク / 脳ダイナミクス / 時変ネットワーク / 安静時脳活動 / 脳活動シミュレーション

Outline of Final Research Achievements

In this study, we partially revealed generative mechanisms of switching between segregated and integrated connectivity patterns observed in resting-state functional brain networks. Specifically, we demonstrated that global geometric and topological properties of structural brain networks, as well as local structural connections linked to brain regions in the visual network, contributed to the generation of switching between the segregated and integrated states.

Free Research Field

脳計測科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

安静時脳機能ネットワークの時間変化はネットワークの分離状態と統合状態の間のスイッチングによって特徴づけられ，この分離・統合状態間のスイッチングは行動・生理指標として重要な瞳孔半径の時間変化とも密接に関連していることが知られている．本研究において分離・統合状態間スイッチングの生成に寄与する脳構造ネットワークの性質を明らかにしたことは，行動・生理指標の背後にある脳の構造的特徴を捉えた点において学術的・社会的意義をもつ．