Brain states in health and disease: insights from neuroimaging and theoretical neuroscience

Mostra el registre complet Registre parcial de l'ítem

• dc.contributor.author Escrichs, Anira
• dc.contributor.other Deco, Gustavo
• dc.contributor.other Universitat Pompeu Fabra. Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
• dc.date.accessioned 2024-10-19T01:35:58Z
• dc.date.available 2024-10-19T01:35:58Z
• dc.date.issued 2023-01-27T12:52:57Z
• dc.date.issued 2023-06-10T22:45:30Z
• dc.date.issued 2022-12-12
• dc.date.modified 2024-10-03T03:39:16Z
• dc.description.abstract Spontaneous brain activity persists and transitions between brain states, such as from wakefulness to sleep, from development to ageing, or it may transition to pathological states such as coma. Nevertheless, a consensual definition of brain state remains elusive, and the best way of measuring its dynamical complexity is unknown. Here, we propose whole-brain computational frameworks combined with neuroimaging data to characterize brain states in health and disease. We show that such states exhibit unique complex dynamics across spacetime scales. Furthermore, we show that whole-brain models can be fitted to such states to study in silico the capacity of brain areas to promote a transition, e.g., from disease to health. Finally, we show that perturbations of this model can measure the brain’s reactivity in different conscious and unconscious states. In the long term, these methods may open new ways for clinical interventions to rebalance brain disorders.
• dc.description.abstract L’activitat cerebral espont`ània persisteix i transiciona entre estats cerebrals, com ara de la vigília al son, del desenvolupament a l’envelliment, o pot transicionar a estats patològics com el coma. Tanmateix, una definición consensuada d’estat cerebral segueix sent esquiva, i es desconeix la millor manera de mesurar la seva complexitat dinàmica. Aquí, proposem marcs computacionals de tot el cervell per caracteritzar estats cerebrals en la salut i la malaltia. Mostrem que aquests estats presenten dinàmiques complexes úniques a través d’escales espacio-temporals. Addicionalment, ajustem models de tot el cervell als estats cerebrals per estudiar in silico la capacitat de les àrees cerebrals per promoure una transició, per exemple, de la malaltia a la salut. Finalment, mostrem que les pertorbacions d’aquest model poden mesurar la reactivitat del cervell en estats conscients i inconscients. A llarg termini, aquests mètodes poden obrir noves vies per reequilibrar els transtorns cerebrals.
• dc.description.abstract Programa de doctorat en Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
• dc.format 111 p.
• dc.format application/pdf
• dc.identifier http://hdl.handle.net/10803/687532
• dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10230/55454
• dc.language.iso eng
• dc.publisher Universitat Pompeu Fabra
• dc.rights L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• dc.rights http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• dc.rights info:eu-repo/semantics/openAccess
• dc.source TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
• dc.subject.keyword Resting-state fMRI
• dc.subject.keyword Dynamical complexity
• dc.subject.keyword Turbulence
• dc.subject.keyword Whole-brain computational modelling
• dc.subject.keyword In silico perturbations
• dc.subject.keyword Brain dynamics
• dc.subject.keyword Brain states
• dc.subject.keyword Ageing
• dc.subject.keyword Meditation
• dc.subject.keyword Sleep
• dc.subject.keyword Disorders of consciousness
• dc.subject.keyword IRMf en estat de repòs
• dc.subject.keyword Complexitat dinàmica
• dc.subject.keyword Turbulència
• dc.subject.keyword Models computacionals a gran escala
• dc.subject.keyword Pertorbacions in silico
• dc.subject.keyword Estats cerebrals
• dc.subject.keyword Envelliment
• dc.subject.keyword Son
• dc.subject.keyword Meditació
• dc.subject.keyword Trastorns de la consciència
• dc.subject.keyword 62
• dc.title Brain states in health and disease: insights from neuroimaging and theoretical neuroscience
• dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
• dc.type info:eu-repo/semantics/publishedVersion