物理科技生物学-PHYICA

机器学习揭示了参与苹果手机铃声原版儿童攻击的大脑网络

医学研究 2022-03-12 21:51:57

该研究揭示了预示攻击行为的大脑中枢(点)和连接(线)

功劳:易卜拉欣等人

2021 儿童精神疾病,如对立违抗性障碍和注意力缺陷/多动障碍,可以表现为愤怒和身体攻击的爆发

更好地理解这些症状的驱动因素有助于为治疗策略提供信息

耶鲁大学的研究人员现在已经使用了一种基于机器学习的方法来发现表现出攻击性的儿童大脑连接的中断

虽然以前的研究集中在特定的大脑区域,但新的研究发现了整个大脑中与儿童攻击行为相关的神经连接模式

发表在《分子精神病学》杂志上的这一发现建立在一种被称为“连接体”的大脑功能新模型的基础上,该模型描述了这种大脑范围内的连接模式

“不适应的攻击会导致对自己或他人的伤害

这种具有挑战性的行为是转介到儿童心理健康服务机构的主要原因之一,”资深作者、耶鲁儿童研究中心副教授Denis Sukhodolsky说

“基于连接体的建模为参与攻击行为的大脑网络提供了新的解释

" 这项研究是同类研究中的第一项,研究人员在儿童进行情绪面孔感知任务时收集了功能磁共振成像(fMRI)数据,在该任务中,他们观察了做出平静或恐惧表情的面孔

研究人员说,看到表达情绪的脸可以激活与情绪产生和调节相关的大脑状态,这两者都与攻击行为有关

然后,科学家应用机器学习分析来识别区分有和没有攻击行为史的儿童的神经连接

他们发现,参与社交和情绪过程的大脑网络模式——比如对家庭作业感到沮丧或理解朋友为什么不开心——预示着攻击性行为

为了证实这些发现,研究人员随后在一个单独的数据集中进行了测试,发现同样的大脑网络可以预测攻击行为

特别是,当在具有攻击性行为和障碍(如焦虑、多动症和自闭症)的儿童亚组中进行测试时,与背外侧前额叶皮层的异常连接——一个参与情绪调节和高级认知功能(如注意力集中和决策)的关键区域——成为攻击性的一致预测因子

这些与背外侧前额叶皮层的神经连接可能代表了一种攻击性的标记,这种标记在一些儿童精神疾病中很常见

该论文的第一作者、耶鲁儿童研究中心的副研究科学家卡里姆·易卜拉欣(Karim Ibrahim)说:“这项研究表明,这些大规模大脑网络的鲁棒性以及它们与前额叶皮层的连接性可能代表了一种可以在临床研究中加以利用的攻击性神经市场。”

“人类功能性连接体描述了大脑的巨大相互联系

了解连接体是神经科学的前沿,因为它可以为我们开发精神疾病的大脑生物标志物提供有价值的信息

" 苏霍多尔斯基补充说,“这种攻击性的连接体模型也可以帮助我们开发临床干预措施,改善这些大脑网络和中枢(如前额叶皮层)之间的协调

这种干预可以包括教授调节消极情绪(如沮丧和愤怒)所必需的情绪调节技能

" 其他耶鲁大学的作者包括斯蒂芬妮·诺布尔、乔治·何、谢丽尔·拉卡迪、迈克尔·J

克劳利、格雷戈里·麦卡锡和达斯汀·谢诺斯特

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