Neurofeedback Tunes Scale-Free Dynamics in Spontaneous Brain Activity
Notice bibliographique
Résumé
Brain oscillations exhibit long-range temporal correlations (LRTCs), which reflect the regularity of their fluctuations: low values representing more random (decorrelated) while high values more persistent (correlated) dynamics. LRTCs constitute supporting evidence that the brain operates near criticality, a state where neuronal activities are balanced between order and randomness. Here, healthy adults used closed-loop brain training (neurofeedback, NFB) to reduce the amplitude of alpha oscillations, producing a significant increase in spontaneous LRTCs post-training. This effect was reproduced in patients with post-traumatic stress disorder, where abnormally random dynamics were reversed by NFB, correlating with significant improvements in hyperarousal. Notably, regions manifesting abnormally low LRTCs (i.e., excessive randomness) normalized toward healthy population levels, consistent with theoretical predictions about self-organized criticality. Hence, when exposed to appropriate training, spontaneous cortical activity reveals a residual capacity for "self-tuning" its own temporal complexity, despite manifesting the abnormal dynamics seen in individuals with psychiatric disorder. Lastly, we observed an inverse-U relationship between strength of LRTC and oscillation amplitude, suggesting a breakdown of long-range dependence at high/low synchronization extremes, in line with recent computational models. Together, our findings offer a broader mechanistic framework for motivating research and clinical applications of NFB, encompassing disorders with perturbed LRTCs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».