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Accès ouvert déclaré 2024 article

Aperiodic components of local field potentials reflect inherent differences between cortical and subcortical activity

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Information flow in brain networks is reflected in local field potentials that have both periodic and aperiodic components. The 1/fχ aperiodic component of the power spectra tracks arousal and correlates with other physiological and pathophysiological states. Here we explored the aperiodic activity in the human thalamus and basal ganglia in relation to simultaneously recorded cortical activity. We elaborated on the parameterization of the aperiodic component implemented by specparam (formerly known as FOOOF) to avoid parameter unidentifiability and to obtain independent and more easily interpretable parameters. This allowed us to seamlessly fit spectra with and without an aperiodic knee, a parameter that captures a change in the slope of the aperiodic component. We found that the cortical aperiodic exponent χ, which reflects the decay of the aperiodic component with frequency, is correlated with Parkinson's disease symptom severity. Interestingly, no aperiodic knee was detected from the thalamus, the pallidum, or the subthalamic nucleus, which exhibited an aperiodic exponent significantly lower than in cortex. These differences were replicated in epilepsy patients undergoing intracranial monitoring that included thalamic recordings. The consistently lower aperiodic exponent and lack of an aperiodic knee from all subcortical recordings may reflect cytoarchitectonic and/or functional differences. SIGNIFICANCE STATEMENT: The aperiodic component of local field potentials can be modeled to produce useful and reproducible indices of neural activity. Here we refined a widely used phenomenological model for extracting aperiodic parameters (namely the exponent, offset and knee), with which we fit cortical, basal ganglia, and thalamic intracranial local field potentials, recorded from unique cohorts of movement disorders and epilepsy patients. We found that the aperiodic exponent in motor cortex is higher in Parkinson's disease patients with more severe motor symptoms, suggesting that aperiodic features may have potential as electrophysiological biomarkers for movement disorders symptoms. Remarkably, we found conspicuous differences in the aperiodic parameters of basal ganglia and thalamic signals compared to those from neocortex.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Aperiodic components of local field potentials reflect inherent differences between cortical and subcortical activity
Date Crossref
01/05/2024
Éditeur
Oxford University Press (OUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Harvard University pays non établi dans la notice
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  • Massachusetts General Hospital pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Massachusetts Institute of Technology Department of Brain and Cognitive Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Pittsburgh Department of Neurological Surgery pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Neurological Surgery pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Brain Modulation Lab pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Harvard Medical School pays non établi dans la notice
    Institution

Harvard University, Massachusetts General Hospital et Department of Brain and Cognitive Science — Massachusetts Institute of Technology, avec 4 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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