Understanding Structural-Functional Relationships in the Human Brain

神经科学 人脑 功能连接 认知心理学 心理学 认知科学
作者
Zhijiang Wang,Zhengjia Dai,Gaolang Gong,Changsong Zhou,Yong He
出处
期刊:The Neuroscientist [SAGE]
卷期号:21 (3): 290-305 被引量:202
标识
DOI:10.1177/1073858414537560
摘要

Relating the brain’s structural connectivity (SC) to its functional connectivity (FC) is a fundamental goal in neuroscience because it is capable of aiding our understanding of how the relatively fixed SC architecture underlies human cognition and diverse behaviors. With the aid of current noninvasive imaging technologies (e.g., structural MRI, diffusion MRI, and functional MRI) and graph theory methods, researchers have modeled the human brain as a complex network of interacting neuronal elements and characterized the underlying structural and functional connectivity patterns that support diverse cognitive functions. Specifically, research has demonstrated a tight SC-FC coupling, not only in interregional connectivity strength but also in network topologic organizations, such as community, rich-club, and motifs. Moreover, this SC-FC coupling exhibits significant changes in normal development and neuropsychiatric disorders, such as schizophrenia and epilepsy. This review summarizes recent progress regarding the SC-FC relationship of the human brain and emphasizes the important role of large-scale brain networks in the understanding of structural-functional associations. Future research directions related to this topic are also proposed.
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