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图论分析揭示:女性大脑的连接性优于男性

神经元与认知 2016-02-17 v3

摘要

在万维网图背景下产生的深层图论思想导致了谷歌PageRank的定义以及迄今为止最流行搜索引擎的崛起。脑图(或连接组)如今正被广泛探索。我们认为,正如万维网的情况一样,非平凡的图论概念将带来揭示动物和人类大脑结构及功能细节的发现。当科学家检查拥有数千万或数亿顶点的巨型网络时,由于规模限制,只能应用快速算法。在基于扩散MRI的人脑结构成像中,从数据导出的连接组或脑图的有效顶点数目前约为数百量级。这一规模使得即使对于一些难以计算(或NP难)的量,如顶点覆盖或平衡最小割,也能应用严格的数学图算法。在本工作中,我们检查了从人类连接组计划(Human Connectome Project)记录的年龄在22至35岁男性和女性受试者的数据计算得到的脑图:我们发现男性与女性结构性脑图之间存在显著差异:我们显示平均女性连接组比平均男性连接组具有更多边、是更好的扩展图、具有更大的最小二分宽度以及更多的生成树。由于平均女性大脑重量轻于男性大脑,这些性质表明女性大脑在某种意义上是比男性大脑更“连接良好”或或许更“高效”的。

关键词

引用

@article{arxiv.1501.00727,
  title  = {Graph Theoretical Analysis Reveals: Women's Brains are Better Connected than Men's},
  author = {Balazs Szalkai and Balint Varga and Vince Grolmusz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.00727},
  year   = {2016}
}