WikiEdge:ArXiv-2408.17334/summary

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这份文件是一篇关于大脑皮层折叠模式研究的科学论文，论文的主要内容可以概括如下：

1. 引言：介绍了大脑皮层折叠模式对理解大脑功能和功能障碍的重要性，以及计算模型在研究早期大脑折叠中的作用。以往的研究通常假设均匀生长，但最新发现表明大脑组织生长存在显著的区域变化，其在皮层发展中的作用尚不清楚。
2. 方法：
   • 生物力学建模：基于差异生长理论，使用非线性有限元模拟来研究区域生长对大脑皮层折叠的影响。
   • 符号回归：使用机器学习辅助的符号回归来发现人类大脑皮层的区域生长模型。
   • 计算建模：构建了一个三维双层贴片模型，模拟大脑皮层的折叠演变。
   • 后处理和定量指标：使用多种定量指标，如平均曲率、沟深度和脑回指数，来分析模拟结果。
3. 结果：
   • 通过符号回归算法确定了五个代表性区域的切向和径向生长模型。
   • 区域生长模型能够准确模拟大脑皮层折叠的演变模式。
   • 与经典统一生长模型相比，区域生长模型在模拟皮层折叠发展方面更为有效。
   • 生长比率的值比生长轨迹对折叠演变的影响更大。
   • 多区域模型比单区域模型提供更真实的折叠结果。
4. 讨论：计算模拟，如有限元方法，已成为研究大脑皮层发展机械影响的有力工具。本研究通过将区域生长模型整合到模拟中，产生了更符合实际大脑折叠模式的结果，挑战了以往关于大脑皮层折叠模拟中均匀生长的传统观点。
5. 结论：区域生长模型在定量和定性方面都能生成与大脑解剖结构非常相似的复杂折叠模式，优于传统的均匀生长模型。研究结果强调了在大脑皮层折叠模拟中实施区域生长的重要性，这对于推进早期诊断皮层畸形和改善神经发育障碍如自闭症和癫痫的治疗具有潜力。