Flexing the principal gradient of the cerebral cortex to suit changing semantic task demands
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Understanding how thought emerges from the topographical structure of the cerebral cortex is a primary goal of cognitive neuroscience. Recent work has revealed a principal gradient of intrinsic connectivity capturing the separation of sensory-motor cortex from transmodal regions of the default mode network (DMN); this is thought to facilitate memory-guided cognition. However, studies have not explored how this dimension of connectivity changes when conceptual retrieval is controlled to suit the context. We used gradient decomposition of informational connectivity in a semantic association task to establish how the similarity in connectivity across brain regions changes during familiar and more original patterns of retrieval. Multivoxel activation patterns at opposite ends of the principal gradient were more divergent when participants retrieved stronger associations; therefore, when long-term semantic information is sufficient for ongoing cognition, regions supporting heteromodal memory are functionally separated from sensory-motor experience. In contrast, when less related concepts were linked, this dimension of connectivity was reduced in strength as semantic control regions separated from the DMN to generate more flexible and original responses. We also observed fewer dimensions within the neural response towards the apex of the principal gradient when strong associations were retrieved, reflecting less complex or varied neural coding across trials and participants. In this way, the principal gradient explains how semantic cognition is organised in the human cerebral cortex: the separation of DMN from sensory-motor systems is a hallmark of the retrieval of strong conceptual links that are culturally shared. Significance statement A central task in neuroscience is to understand how cognition emerges from the topographical structure of cerebral cortex. We used fMRI during a semantic task to assess informational connectivity as participants retrieved stereotypical or more unusual associations. The principal gradient of variation in informational connectivity captured the separation of heteromodal memory regions from unimodal cortex. This separation was reduced when weaker associations were retrieved; these trials also produced higher-dimensional neural responses in heteromodal regions. We conclude that the separation of DMN from sensory-motor systems is a hallmark of the retrieval of strong conceptual links that are culturally shared, while more complex and diverse cognition can be generated as this separation in connectivity is reduced.
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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 | 0,004 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».