MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1038/s41467-024-53299-x

Медицинская библиотека · Nature communications · 2024

Measuring the dynamic balance of integration and segregation underlying consciousness, anesthesia, and sleep in humans.

Jang Hyunwoo, Mashour George A, Hudetz Anthony G, Huang Zirui

СтатьяПоддержка NIH: внешняя программаПеревод пока не подготовлен

Аннотация

Consciousness requires a dynamic balance of integration and segregation in brain networks. We report an fMRI-based metric, the integration-segregation difference (ISD), which captures two key network properties: network efficiency (integration) and clustering (segregation). With this metric, we quantify brain state transitions from conscious wakefulness to unresponsiveness induced by the anesthetic propofol. The observed changes in ISD suggest a profound shift towards the segregation of brain networks during anesthesia. A common unimodal-transmodal sequence of disintegration and reintegration occurs in brain networks during, respectively, loss and return of responsiveness. Machine learning models using integration and segregation data accurately identify awake vs. unresponsive states and their transitions. Metastability (dynamic recurrence of non-equilibrium transient states) is more effectively explained by integration, while complexity (diversity of neural activity) is more closely linked with segregation. A parallel analysis of sleep states produces similar findings. Our results demonstrate that the ISD reliably indexes states of consciousness.

Для цитирования: Jang Hyunwoo, Mashour George A, Hudetz Anthony G, Huang Zirui. Measuring the dynamic balance of integration and segregation underlying consciousness, anesthesia, and sleep in humans.. Nature communications. 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-53299-x.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.