Changes in White Matter Microstructure Impact Cognition by Disrupting the Ability of Neural Assemblies to Synchronize
Notice bibliographique
Résumé
Cognition is compromised by white matter (WM) injury but the neurophysiological alterations linking them remain unclear. We hypothesized that reduced neural synchronization caused by disruption of neural signal propagation is involved. To test this, we evaluated group differences in: diffusion tensor WM microstructure measures within the optic radiations, primary visual area (V1), and cuneus; neural phase synchrony to a visual attention cue during visual-motor task; and reaction time to a response cue during the same task between 26 pediatric patients (17/9: male/female) treated with cranial radiation treatment for a brain tumor (12.67 ± 2.76 years), and 26 healthy children (16/10: male/female; 12.01 ± 3.9 years). We corroborated our findings using a corticocortical computational model representing perturbed signal conduction from myelin. Patients show delayed reaction time, WM compromise, and reduced phase synchrony during visual attention compared with healthy children. Notably, using partial least-squares–path modeling we found that WM insult within the optic radiations, V1, and cuneus is a strong predictor of the slower reaction times via disruption of neural synchrony in visual cortex. Observed changes in synchronization were reproduced in a computational model of WM injury. These findings provide new evidence linking cognition with WM via the reliance of neural synchronization on propagation of neural signals. SIGNIFICANCE STATEMENT By comparing brain tumor patients to healthy children, we establish that changes in the microstructure of the optic radiations and neural synchrony during visual attention predict reaction time. Furthermore, by testing the directionality of these links through statistical modeling and verifying our findings with computational modeling, we infer a causal relationship, namely that changes in white matter microstructure impact cognition in part by disturbing the ability of neural assemblies to synchronize. Together, our human imaging data and computer simulations show a fundamental connection between WM microstructure and neural synchronization that is critical for cognitive processing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».