Adolescent maturation of cortical excitation-inhibition balance based on individualized biophysical network modeling
Notice bibliographique
Résumé
Summary The balance of excitation and inhibition is a key functional property of cortical microcircuits which changes through the lifespan. Adolescence is considered a crucial period for the maturation of excitation-inhibition balance. This has been primarily observed in animal studies, yet human in vivo evidence on adolescent maturation of the excitation-inhibition balance at the individual level is limited. Here, we developed an individualized in vivo marker of regional excitation-inhibition balance in human adolescents, estimated using large-scale simulations of biophysical network models fitted to resting-state functional magnetic resonance imaging data from two independent cross-sectional (N = 752) and longitudinal (N = 149) cohorts. We found a widespread relative increase of inhibition in association cortices paralleled by a relative age-related increase of excitation, or lack of change, in sensorimotor areas across both datasets. This developmental pattern co-aligned with multiscale markers of sensorimotor-association differentiation. The spatial pattern of excitation-inhibition development in adolescence was robust to inter-individual variability of structural connectomes and modeling configurations. Notably, we found that alternative simulation-based markers of excitation-inhibition balance show a variable sensitivity to maturational change. Taken together, our study highlights an increase of inhibition during adolescence in association areas using cross sectional and longitudinal data, and provides a robust computational framework to estimate microcircuit maturation in vivo at the individual level.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».