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Enregistrement W3022119256 · doi:10.1101/2020.05.09.085860

Emergence and organization of adult brain function throughout child development

2020· preprint· en· W3022119256 sur OpenAlexfundno aff
Tristan S. Yates, Cameron T. Ellis, Nicholas B. Turk‐Browne

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueFunctional Brain Connectivity Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesCanadian Institute for Advanced ResearchNational Institutes of HealthNational Science Foundation
Mots-clésPrecuneusPsychologyCognitionCognitive developmentNeuroscienceMaturity (psychological)PerceptionDevelopmental cognitive neuroscienceCognitive psychologyDevelopmental psychologyCognitive neuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Adult cognitive neuroscience has guided the study of human brain development by identifying regions associated with cognitive functions at maturity. The activity, connectivity, and structure of a region can be compared across ages to characterize the developmental trajectory of the corresponding function. However, observed developmental differences may not only reflect the maturation of the function but also its organization across the brain. That is, a function may be mature in children but supported by different brain regions and thus underestimated by focusing on adult regions. To test these possibilities, we investigated the presence, maturity, and localization of adult functions in children using probabilistic shared response modeling, a machine learning approach for functional alignment. After learning a lower-dimensional feature space from fMRI activity as adults watched a movie, we translated these shared features into the anatomical brain space of children 3–12 years old. To evaluate functional maturity, we correlated this reconstructed activity with the children’s actual fMRI activity as they watched the same movie. We found reliable correlations throughout cortex, even in the youngest children. The strength of the correlation in the precuneus, inferior frontal gyrus, and lateral occipital cortex increased over development and predicted chronological age. These age-related changes were driven by three types of developmental trajectories across distinct features of adult function: emergence from absence to presence, consistency in anatomical expression, and reorganization from one anatomical region to another. This data-driven approach to studying brain-wide function during naturalistic perception provides an abstract description of cognitive development throughout childhood. Significance Statement When watching a movie, your brain processes many types of information—plotlines, characters, locations, etc. A child watching this movie receives the same input, but some of their cognitive abilities (e.g., motion detection) are more developed than others (e.g., emotional reasoning). Beyond anatomical differences, when does the child brain begin to function like an adult brain? We used a data-driven approach to extract different aspects of brain activity from adults while they watched a movie during fMRI. We then predicted what the brain activity of a child would look like if they had processed the movie the same way. Comparing this prediction with actual brain activity from children allowed us to track the development of human brain function.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,225
Écart entre enseignants0,204 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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