皮层内在时间尺度与神经振荡随生命周期呈不同轨迹

大脑通过神经活动的持续性在时间上整合信息，然而这种持续性在人类一生中如何变化以及这些变化背后的机制仍不清楚。利用来自三个独立队列（n = 1,156；年龄6-88岁）的静息态脑磁图，我们系统考察了神经时间动力学的终生变化，重点关注皮层内在时间尺度和alpha振荡频率。我们发现，皮层内在时间尺度从儿童期约29 ms缩短至成年晚期9 ms，其中30岁前下降最为陡峭。这种压缩在不同队列间可重复，并在所有皮层区域均可观察到，而时间尺度的感觉-联合层级在整个生命过程中保持不变。相比之下，alpha频率遵循不同的轨迹，在成年早期达到峰值，随后在中年之后下降。个体化皮层-丘脑模型将时间尺度压缩与更强的丘脑内抑制联系起来，而传导延迟增加部分解释了alpha减慢。进一步的网络模拟表明，内在时间尺度主要反映集体网络动力学而非单神经元动力学。总之，这些发现揭示了神经持续性与振荡节律的不同终生轨迹，表明集体皮层-丘脑动力学在人类大脑发育和衰老过程中的时间组织中发挥作用。