Zusammenfassung - Multiskalige Phasenoszillationen, die durch Clustersynchronisation im Kernnetzwerk des menschlichen Gehirns hervorgerufen werden

Multiskalige Phasenoszillationen, die durch Clustersynchronisation im Kernnetzwerk des menschlichen Gehirns hervorgerufen werden

2025-07-10 09:38:17

{"Bosiljka Tadic","Marija Mitrovic Dankulov","Roderick Melnik"}

{nlin.PS,q-bio.QM}

Die Studie untersucht die mehrskaligen Phasen-Oszillationen im Kernnetzwerk des menschlichen Gehirns, das eine entscheidende Komponente der großen Gehirnnetze darstellt. Die Forschung konzentriert sich auf die acht Gehirn-Hubs und ihre miteinander verbundenen höheren Strukturen. Die Studie zeigt, dass der globale Ordnungsparameter, der die Synchronisation im Netzwerk misst, instabil wird, wenn die Kopplungsstärke einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Diese Instabilität ist mit der Bildung von Cluster-Synchronisationsprozessen verbunden, bei denen verschiedene Gruppen von Gehirnbereichen miteinander synchronisieren. Die Forscher verwendeten spektrale Graphenanalyse und Eigenvektorlokalisierung, um drei bedeutende Cluster von Gehirnbereichen zu identifizieren, die die Positionen der Hubs innerhalb dieser Cluster zeigen. Sie demonstrierten ebenfalls, dass die Netzwerktopologie eine Schlüsselrolle bei der Bildung dieser synchronisierten Cluster spielt. Darüber hinaus zeigt die Studie, dass die Gewichte der Kanten, die die Gehirnbereiche verbinden, zur Synchronisation der Hubs mit ihren umliegenden Clustern beitragen, die Schwankungen des Ordnungsparameters stabilisieren und das multifraktale Spektrum reduzieren. Dies deutet darauf hin, dass die Netzwerkstruktur und die Interaktionen zwischen Gehirnbereichen entscheidend für das Verständnis der Dynamik des menschlichen Gehirns sind. Die Studie schließt, dass Cluster-Synchronisation eine bedeutende Mechanik im menschlichen Gehirn ist, die eine Teilsynchronisation bietet, die für die Gehirnfunktion unerlässlich ist. Das Verständnis dieses Prozesses kann helfen, Gehirnerkrankungen zu klären und neue Behandlungsmethoden zu entwickeln. Die Forschung eröffnet neue Wege zur Untersuchung der komplexen Dynamik des menschlichen Gehirns und seiner höheren Strukturen, bietet Einblicke in die Gehirnfunktion und potenzielle Anwendungen in der Behandlung von Gehirnerkrankungen.