多尺度皮层形态测量揭示全生命周期中显著的区域与尺度依赖性变异
神经元与认知
2024-11-08 v4
摘要
动机：刻画全生命周期中皮层形态的变化对于一系列研究与临床应用至关重要。迄今为止，大多数研究发现在整个大脑中，随着衰老，诸如皮层厚度与体积等常用形态测量指标呈单调下降。所报道的任何区域变异均为下降速率的细微变化。然而，这些形态变化的描述仅限于单一长度尺度。在此，我们在多尺度形态测量中描绘与健康全生命周期相关的形态变化。方法：我们对来自 NKI（n=833）与 CamCAN（n=641）的 6–88 岁受试者的结构 MRI 应用多尺度形态测量分析。这些多尺度形态测量指标在皮层半球与脑叶水平上获得。结果：在整体皮层半球水平上，全生命周期轨迹在不同空间尺度上呈现发散甚至相反的趋势，与此前描述的体量与厚度的单调下降形成对比。重要的是，较大尺度显示出全生命周期中最剧烈的变化（高达 60%）。在超过 0.7mm 的尺度上，脑叶水平的全生命周期轨迹差异也变得明显。在脑龄预测的原理验证应用中，我们还展示了多尺度形态测量所贡献的附加信息。结论：我们的研究提供了对 6–88 岁年龄范围内全生命周期对皮层形态影响的多尺度全面描述。未来，这可构成用于个体或队列比较的规范模型之基础，从而识别多尺度形态异常。我们的结果揭示了不同空间尺度中包含的互补信息，表明形态测量不应在单一尺度上考量，而应作为长度尺度的函数。
引用
@article{arxiv.2311.13501,
title = {Multiscale cortical morphometry reveals pronounced regional and scale-dependent variations across the lifespan},
author = {Karoline Leiberg and Timo Blattner and Bethany Little and Victor B. B. Mello and Fernanda H. P. de Moraes and Christian Rummel and Peter N. Taylor and Bruno Mota and Yujiang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.13501},
year = {2024}
}