估计结构方向性的影响：无向连接组究竟有多可靠？

方向性是网络连接的根本特征。由于构成大多数神经元连接的化学突触的性质，大多数结构脑网络本质上是定向的。由于非侵入性成像技术的局限，人脑结构连接区域之间连接的方向性无法被确认。因此，连接被表示为无向的，且目前仍不清楚这种方向性的缺失如何影响脑网络拓扑。利用来自不同物种和分区的六个定向脑网络（猫、小鼠、秀丽隐杆线虫和三个猕猴网络），我们估计了与移除连接方向性相关的网络度量（度、介数、聚类系数、路径长度、全局效率、参与指数和小世界性）的不准确性。我们采用三种不同的方法将有向脑网络变为无向：（i）移除单向连接，（ii）添加互惠连接，（iii）组合等量的移除和添加的单向连接。我们量化了因忽略连接方向性而在单个节点和网络范围内引入的网络度量的不准确程度。我们发现，对于无向网络，核心节点与外围节点之间的粗略划分仍然准确。然而，当忽略方向性时，枢纽节点差异显著。比较从不同方法生成无向网络的结果，我们普遍发现添加互惠连接（假阳性）比移除同等数量的定向连接（假阴性）在图论度量中引起更大的误差。这些发现表明方向性在塑造脑网络中起着重要作用，并凸显了无向连接组的一些局限性。