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Enregistrement W3109954371 · doi:10.1101/2020.11.28.402305

An altered balance of integrated and segregated brain activity is a marker of cognitive deficits following sleep deprivation

2020· preprint· en· W3109954371 sur OpenAlexafffund

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueSleep and Work-Related Fatigue
Établissements canadiensMcGill UniversityConcordia UniversityCentre Intégré Universitaire de Santé et de Services Sociaux du Centre-Sud-de-l'Île-de-MontréalInstitut Universitaire de Gériatrie de Montréal
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchConcordia University
Mots-clésSleep deprivationWakefulnessCognitionEffects of sleep deprivation on cognitive performanceBalance (ability)Functional magnetic resonance imagingBrain activity and meditationNeuroscience of sleepElementary cognitive task

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Sleep deprivation (SD) leads to impairments in cognitive function. Here, we tested the hypothesis that cognitive changes in the sleep-deprived brain can be explained by information processing within and between large-scale cortical networks. We acquired functional magnetic resonance imaging (fMRI) scans of 20 healthy volunteers during attention and executive tasks following a regular night of sleep, a night of sleep deprivation, and a recovery nap containing non-rapid eye movement (NREM) sleep. Overall, sleep deprivation was associated with increased cortex-wide functional integration, driven by a rise of integration within cortical networks. The ratio of within vs between network integration in the cortex increased further in the recovery nap, suggesting that prolonged wakefulness drives the cortex toward a state resembling sleep. This balance of integration and segregation in the sleep-deprived state was tightly associated with deficits in cognitive performance. This was a distinct and better marker of cognitive impairment than conventional indicators of homeostatic sleep pressure, as well as the pronounced thalamo-cortical connectivity changes that occurs towards falling asleep. Importantly, restoration of the balance between segregation and integration of cortical activity was also related to performance recovery after the nap, demonstrating a bi-directional effect. These results demonstrate that intra- and inter-individual differences in cortical network integration and segregation during task performance may play a critical role in vulnerability to cognitive impairment in the sleep deprived state. Significance Statement Sleep deprivation has significant negative consequences for cognitive function. Understanding how changes in brain activity underpin changes in cognition is important not only to discover why performance declines following extended periods of wakefulness, but also for answering the fundamental question of why we require regular and recurrent sleep for optimal performance. Finding neural correlates that predict performance following sleep deprivation also has the potential to understand which individuals are particularly vulnerable to sleep deprivation, and what aspects of brain function may protect them from these negative consequences on performance. Finally, understanding how perturbations to regular (well-rested) brain functioning affect cognitive performance, will provide important insight into how underlying principles of information processing in the brain may support cognition generally.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,505
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 GPT0,268
Écart entre enseignants0,248 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations0
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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