A 3D atlas of functional human brain energetic connectome based on neuropil distribution
Notice bibliographique
Résumé
The human brain is energetically expensive, yet the key factors governing its heterogeneous energy distributions across cortical regions to support its diversity of functions remain unexplored. Here, we built up a 3D digital cortical energy atlas based on the energetic costs of all neuropil activities into a high-resolution stereological map of the human cortex with cellular and synaptic densities derived, respectively, from ex vivo histological staining and in vivo PET imaging. The atlas was validated with PET-measured glucose oxidation at the voxel level. A 3D cortical activity map was calculated to predict the heterogeneous activity rates across all cortical regions, which revealed that resting brain is indeed active with heterogeneous neuronal activity rates averaging around 1.2 Hz, comprising around 70% of the glucose oxidation of the cortex. Additionally, synaptic density dominates spatial patterns of energetics, suggesting that the cortical energetics rely heavily on the distribution of synaptic connections. Recent evidence from functional imaging studies suggests that some cortical areas act as hubs (i.e., interconnecting distinct and functionally active regions). An inverse allometric relationship was observed between hub metabolic rates versus hub volumes. Hubs with smaller volumes have higher synapse density, metabolic rate, and activity rates compared to nonhubs. The open-source BrainEnergyAtlas provides a granular framework for exploring revealing design principles in energy-constrained human cortical circuits across multiple spatial scales.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 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 ».