不同分类的结构连接组枢纽涉及差异性的微观结构基础与功能意义并有助于个体识别
神经元与认知
2016-09-13 v1
摘要
人脑结构网络包含一组中心嵌入的枢纽区域，以实现高效的信息通信。然而，关于结构脑枢纽的类别及其微观结构、功能和认知特征，以及对个体识别的贡献，目前仍知之甚少。在此，我们利用三个包含结构 MRI、扩散 MRI 和静息态功能 MRI 的多模态成像数据集，构建了个体结构脑网络，基于八个常用的图节点度量识别了脑枢纽，并进行了全面的验证分析。我们在脑网络中发现了三类结构枢纽，即聚合枢纽、分布式枢纽和连接枢纽。在空间分布上，这些不同类别的枢纽主要位于默认模式系统，其中聚合枢纽还额外位于视觉和边缘系统，分布式枢纽位于额顶系统，连接枢纽位于感觉运动和腹侧注意系统。重要的是，这三类枢纽表现出各种不同的特征：聚合枢纽具有最高水平的微观结构组织，分布式枢纽具有最大的布线成本和拓扑脆弱性，连接枢纽具有最高的功能关联和认知灵活性，尽管它们在所有这些特征上均优于非枢纽区域。最后，所有三类枢纽指标均表现出较高的跨会话空间相似性，并作为具有高预测率（100%、100% 和 84.2%）的结构指纹用于个体识别。总而言之，我们的发现突出了三类具有差异性微观结构、功能和认知关联的脑枢纽，这可能为人脑连接组的拓扑机制提供启示。
引用
@article{arxiv.1609.03372,
title = {Differentially Categorized Structural Connectome Hubs are Involved in Differential Microstructural Basis and Functional Implications and Contribute to Individual Identification},
author = {Xindi Wang and Qixiang Lin and Mingrui Xia and Yong He},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.03372},
year = {2016}
}
备注
32 text pages, 6 figures, 1 table (Supplementary Information: 20 text pages, 9 figures, 1 table)