WikiEdge:ArXiv-2408.17334/summary

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這份文件是一篇關於大腦皮層摺疊模式研究的科學論文，論文的主要內容可以概括如下：

1. 引言：介紹了大腦皮層摺疊模式對理解大腦功能和功能障礙的重要性，以及計算模型在研究早期大腦摺疊中的作用。以往的研究通常假設均勻生長，但最新發現表明大腦組織生長存在顯著的區域變化，其在皮層發展中的作用尚不清楚。
2. 方法：
   • 生物力學建模：基於差異生長理論，使用非線性有限元模擬來研究區域生長對大腦皮層摺疊的影響。
   • 符號回歸：使用機器學習輔助的符號回歸來發現人類大腦皮層的區域生長模型。
   • 計算建模：構建了一個三維雙層貼片模型，模擬大腦皮層的摺疊演變。
   • 後處理和定量指標：使用多種定量指標，如平均曲率、溝深度和腦回指數，來分析模擬結果。
3. 結果：
   • 通過符號回歸算法確定了五個代表性區域的切向和徑向生長模型。
   • 區域生長模型能夠準確模擬大腦皮層摺疊的演變模式。
   • 與經典統一生長模型相比，區域生長模型在模擬皮層摺疊發展方面更為有效。
   • 生長比率的值比生長軌跡對摺疊演變的影響更大。
   • 多區域模型比單區域模型提供更真實的摺疊結果。
4. 討論：計算模擬，如有限元方法，已成為研究大腦皮層發展機械影響的有力工具。本研究通過將區域生長模型整合到模擬中，產生了更符合實際大腦摺疊模式的結果，挑戰了以往關於大腦皮層摺疊模擬中均勻生長的傳統觀點。
5. 結論：區域生長模型在定量和定性方面都能生成與大腦解剖結構非常相似的複雜摺疊模式，優於傳統的均勻生長模型。研究結果強調了在大腦皮層摺疊模擬中實施區域生長的重要性，這對於推進早期診斷皮層畸形和改善神經發育障礙如自閉症和癲癇的治療具有潛力。