WikiEdge:ArXiv-2408.17334v1/background

研究背景

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这篇文献的背景主要集中在以下几个方面： 1. 大脑皮层形态学的重要性:

• 大脑皮层的表面形态对于理解大脑功能和功能障碍至关重要。在早期发育过程中，大脑体积和皮层表面积显著扩大，伴随着明显的皮层褶皱的出现，其中包括凸出的脑回（gyri）和凹陷的沟回（sulci）。
• 皮层褶皱的异常模式与多种神经发育障碍有关，如自闭症、癫痫和精神分裂症，以及皮层畸形如平滑脑、厚皮层和多小脑回等。因此，全面理解皮层褶皱的发展对于早期检测和治疗认知障碍和神经发育障碍至关重要。

2. 计算模型在早期大脑褶皱形成中的作用:

• 计算模拟，如有限元方法（FEM），已成为模拟皮层褶皱模式时空复杂发展的有力工具，其在可重复性和成本效益方面优于实验和纵向成像方法。
• 尽管这些方法极大地推进了我们对皮层褶皱机制的理解，但当模拟模式与实际大脑结构进行比较时，其有效性有所降低，特别是在全脑模拟中。这种差异源于均匀生长假设与实验和成像调查中观察到的生长异质性相冲突。

3. 区域生长模型在皮层发展中的作用:

• 最近的研究表明，大脑皮层表面可以根据发育模式被划分为不同的区域，每个区域表现出显著不同的面积扩张比率。这些观察强调了皮层组织生长的时空异质性。
• 尽管生长异质性对皮层褶皱模式的影响在计算研究中被广泛忽视，但本文旨在探索解剖学上真实的区域生长如何影响真实大脑几何模型上的模拟皮层褶皱模式。