Revisiting 'brain modes' in a new computational era: approaches for the characterization of brain-behavioural associations - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Brain - A Journal of Neurology Année : 2019

Revisiting 'brain modes' in a new computational era: approaches for the characterization of brain-behavioural associations

Revisiter les «modes cérébraux» dans une nouvelle ère informatique: approches pour la caractérisation des associations cerveau-comportement.

Monica N Toba
R Jarrett Rushmore
  • Fonction : Auteur
Melissa Zavaglia
  • Fonction : Auteur
Redwan Maatoug
  • Fonction : Auteur
Claus C Hilgetag
  • Fonction : Auteur
Antoni L Valero-Cabré

Résumé

The study of brain-function relationships is undergoing a conceptual and methodological transformation due to the emergence of network neuroscience and the development of multivariate methods for lesion-deficit inferences. Anticipating this process, in 1998 Godefroy and co-workers conceptualized the potential of four elementary typologies of brain-behaviour relationships named 'brain modes' (unicity, equivalence, association, summation) as building blocks able to describe the association between intact or lesioned brain regions and cognitive processes or neurological deficits. In the light of new multivariate lesion inference and network approaches, we critically revisit and update the original theoretical notion of brain modes, and provide real-life clinical examples that support their existence. To improve the characterization of elementary units of brain-behavioural relationships further, we extend such conceptualization with a fifth brain mode (mutual inhibition/masking summation). We critically assess the ability of these five brain modes to account for any type of brain-function relationship, and discuss past versus future contributions in redefining the anatomical basis of human cognition. We also address the potential of brain modes for predicting the behavioural consequences of lesions and their future role in the design of cognitive neurorehabilitation therapies.
L'étude des relations cerveau-fonction subit une transformation conceptuelle et méthodologique due à l'émergence des neurosciences de réseau et au développement de méthodes multivariées pour les inférences déficit-lésion. Anticipant ce processus, en 1998, Godefroy et ses collègues ont conceptualisé le potentiel de quatre typologies élémentaires de relations cerveau-comportement appelées «modes cérébraux» (unicité, équivalence, association, sommation) comme éléments constitutifs capables de décrire l'association entre cerveau intact ou lésé. régions et processus cognitifs ou déficits neurologiques. À la lumière de nouvelles inférences de lésions multivariées et de nouvelles approches en réseau, nous revisitons et mettons à jour de manière critique la notion théorique originale des modes cérébraux et fournissons des exemples cliniques réels qui soutiennent leur existence. Pour améliorer encore la caractérisation des unités élémentaires des relations cerveau-comportement, nous étendons cette conceptualisation avec un cinquième mode cérébral (inhibition mutuelle / sommation de masquage). Nous évaluons de manière critique la capacité de ces cinq modes cérébraux à prendre en compte tout type de relation cerveau-fonction, et discutons des contributions passées et futures dans la redéfinition de la base anatomique de la cognition humaine. Nous abordons également le potentiel des modes cérébraux pour prédire les conséquences comportementales des lésions et leur rôle futur dans la conception de thérapies de neuroréhabilitation cognitives.
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Dates et versions

hal-02415173 , version 1 (16-12-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02415173 , version 1

Citer

Monica N Toba, Olivier Godefroy, R Jarrett Rushmore, Melissa Zavaglia, Redwan Maatoug, et al.. Revisiting 'brain modes' in a new computational era: approaches for the characterization of brain-behavioural associations. Brain - A Journal of Neurology , 2019. ⟨hal-02415173⟩
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