人类连接组的功能几何与性别差异的稳健性
神经元与认知
2019-04-09 v1 无序系统与神经网络
代数拓扑
摘要
将脑成像数据映射为网络（其中每个节点代表大脑的特定区域）使得对人类连接组进行客观的图论分析成为可能。然而，涉及多个脑区协同执行复杂功能的高阶连接的潜在结构仍未被探索。此处我们利用单纯复形参数化来分析这一隐藏结构，其中单纯形的共享面编码了节点组之间以及涌现的双曲几何的高阶关系。基于人类连接组计划（Human Connectome Project）中收集的数据，我们通过改变发射的纤维数量，对 100 名女性（F-连接组）和 100 名男性（M-连接组）受试者的共识网络进行系统分析。我们的分析揭示，共同的 F&M-连接组的功能几何与 M-连接组一致，其特征是具有高达 14 阶单纯形的复杂结构，该结构构建于六个解剖学社群之中，且社群间存在短循环。此外，F-连接组具有涉及不同脑区的额外连接，从而增大了单纯形的规模并引入了新的循环。通过提供对解剖学脑模块内部组织以及对其动态至关重要的模块间连接的新见解，这些结果也凸显了与功能相关的性别差异。
引用
@article{arxiv.1904.03399,
title = {Functional Geometry of Human Connectome and Robustness of Gender Differences},
author = {Bosiljka Tadic and Miroslav Andjelkovic and Roderick Melnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03399},
year = {2019}
}
备注
13 pages, 7 figures