Introduction
휴지기 동안에도 뇌의 활동은 시공간적으로 조직화되어 있음. 이러한 내재적 조직화는 resting-state functional connectivity (FC)로 연구하고 있으면, 이는 인지와 정서의 통합, 외부 환경 감시, 지적인 수행 및 외부 자극 무관련 사고와 같은 다양한 행동적 측면을 부호화함. 또한, FC는 알츠하이머, 우울증, 파킨슨 병, 조현병 및 자폐와 같은 다양한 병리들의 신경학적 표식으로 사용됨.
이러한 연구들은 정적으로 측정한 FC를 사용하였는데, 이는 몇분에 걸쳐 측정한 전체 신경영상의 기능적 조직의 평균을 반영함. 하지만, 최근에 수렴되는 증거는 휴지기 상태의 뇌가 초단위보다 빠른 시간에서 다른 기능적 연결성 구성들을 통해 처리한다는것을 제언함.
따라서, 이러한 빠른 변화을 활용하는 resting-state FC의 새로운 역동적 측정이 제안되었고, 인지적 유연성, 약물 사용 및 mind-wandering과 연관성을 보여주면 이러한 행동적 대응(Behavioral counterparts)이 차례로 조사되고 있음. 하지만, FC의 정적인(static) vs. 역동적인(dynamic) 측정의 비교는 시간적 또는 석식 행동의 설명과 같은 특정 부분에서 제안됨. 하지만, 어떤 행동적 특성들이 다른 timescale에서 기능적 상호작용으로 나타나는지를 탐구하는 포괄적인 방법은 아직없음.
이를 확인하기 위해, Human Connectome Projects(HCP)에서 resting-state fMRI timesries와 58개의 행동 측정치(인지, 정서, 사회 및 개인 기질)을 포함한 탐색 데이터 세트(N=419)과 재검증 데이터 세트(N=328) 사용하여 연구함
저자들은 FC dynamics가 과제들에서 수행을 평가하는 행동적 측정치들을 구체적으로 부호화를 하지만, 자기보고식 측정치들은 정적인 FC와 역동적인 FC 모두에서 설명되는 것을 발견함. 저자들은 과제-기반 metrics가 FC dynamics로 포착할 수 있는 초단위의 시간에서 인지 처리들에 관여할 것이라 주장함. 반면, 자기보고식 측정치는 단시간에 변하지않는 기질과 같은 속성들을 반영하고, 따라서 정적인 FC에서 부호화한 것 처럼 오랜 기간에 걸쳐 평균한 기능적 패턴으로도 잘 설명된다고 주장함.
또한, 이 논문 결과들은 과제 수행 점수들이 다양한 resting-state networks 간 상호작용을 포함한 전체 뇌의 FC dynamics로 정의된다고 제언함. 종합하면, 과제 수행의 통제적 markers를 제공하는 것 이상으로, 이러한 발견들은 다양한 과제들의 수행을 포함한 인지적 프로세스들의 timescale(시간척도)에 대한 새로운 통찰력을 제공하고, 따라서 최근에 나타난 'networked-brain' 패러다임을 지지함.
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