人脑连接体在整个生命周期中的网络结构依赖性
神经元与认知
2019-02-05 v4
摘要
网络拓扑原理已在人脑连接体中得到广泛研究。尤为令人感兴趣的是人脑的模块化，即连接体被划分为子网络，并进而研究其在发育、衰老或疾病中的变化。我们提出一种加权网络度量——网络依赖性指数（NDI），以识别单个区域对网络全局功能的重要性。重要的是，我们利用NDI在高斯混合模型拟合后对人脑连接体中的四个子网络（层级）进行区分。我们分析了各子网络相对于年龄的拓扑方面，并将其与基于富俱乐部（rich-club）的子网络（富俱乐部、馈给者和播种者）进行比较。我们的结果首先证明，与富俱乐部框架相比，NDI能跨年龄组识别更具一致性、更中心的连接体节点。按NDI对连接体分层得到了跨生命周期一致性的子网络，揭示了与年龄相关的独特模式，例如关键中继核团和皮层区域包含在具有最高NDI的子网络中。我们数据驱动的NDI框架所得的人脑连接体划分，有潜力揭示由网络度量所描述的贯穿生命周期的拓扑改变。
引用
@article{arxiv.1810.09935,
title = {Network Structural Dependency in the Human Connectome Across the Life-Span},
author = {Markus D. Schirmer and Ai Wern Chung and P. Ellen Grant and Natalia S. Rost},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.09935},
year = {2019}
}