皮层长程动态追踪认知状态与组织原则下的兴奋-抑制平衡

系统神经科学的一个基本问题是，大脑的兴奋-抑制（E/I）平衡如何塑造神经活动的时间结构，以及我们能否从神经标度特性中无创地恢复这一关系。我们表明，MRS 导出的 E/I 平衡体现在长程时间动力学中，并受细胞构筑约束。抑制性回路的层状组织，从无颗粒皮层到颗粒皮层，决定了区域动力学反映 E/I 平衡的忠实程度。这一神经化学特征具有状态依赖性：其与皮层动力学的关系在任务参与期间发生反转，这与围绕临界点穿越动力学区域相一致。它超越 fMRI，延伸至与觉醒相关的动力学，以瞳孔直径和微眼跳为指标，表明这是一种皮层状态的全局模式，而非区域孤立的属性。E/I 平衡对长程动力学的印记在静息时遵循感觉-联合轴，并在任务参与期间被重新配置。这些发现确立了 E/I 平衡作为一种神经化学量，在人类皮层的时间与空间组织中具有结构化的、可标度的印记。

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