功能超图揭示神经发育过程中新的协变结构
定量方法
2016-12-26 v2 神经元与认知
摘要
青少年时期的大脑发育以大脑结构和功能的显著变化为特征，并最终在成年期形成稳定的网络拓扑。然而，以往的大多数研究是通过大规模功能网络中相互连接的大脑区域这一视角来检验数据的。在此，我们应用一种近期开发的超图方法，该方法将网络连接（边）而非大脑区域作为研究单元，从而允许我们从一个根本不同的视角来描述功能网络拓扑。利用作为 Philadelphia Neurodevelopmental Cohort 一部分接受成像的 780 名青少年样本，这种静息态功能 MRI 数据的超图表示揭示了三类不同的子网络（超边）：簇、桥和星，分别代表空间分布式、二部式和局灶性架构。簇超边与大脑的功能模块表现出强烈的相似性，包括体感运动、视觉、默认模式和显著性系统。相比之下，星超边代表以一小部分区域为中心的高度局域化子网络，并分布在整个皮层。最后，桥超边以核心-边缘组织形式连接簇和星。值得注意的是，超边内的发育变化以类似的“核心-边缘”方式有序进行，其中最大的发育效应发生在功能核心内的网络化超边中。综上所述，这些结果强调了人脑的网络组织在多个尺度上涌现，并在整个青少年时期发生显著演化。
引用
@article{arxiv.1612.07772,
title = {Functional Hypergraph Uncovers Novel Covariant Structures over Neurodevelopment},
author = {Shi Gu and Muzhi Yang and John D. Medaglia and Ruben C. Gur and Raquel E. Gur and Theodore D. Satterthwaite and Danielle S. Bassett},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.07772},
year = {2016}
}