Connectogram - Connectogram

Connectograms grafikus ábrázolásai a konnektomika , a tanulmányi szentelt feltérképezése és értelmezése az összes fehérállomány üvegszálas kapcsolatok az emberi agyban. Ezek a diffúziós MRI adatokon alapuló kör alakú grafikonok gráfelméletet használva demonstrálják a fehérállomány -kapcsolatokat és az agykérgi jellemzőket egyes szerkezetek, egyedek vagy populációk esetében.

Szerkezet

Connectogram 110 normál, jobbkezes, 25-36 éves férfi átlagos kapcsolatait és kortikális mértékét mutatja.

A metaadatok leírása a konnektogram különböző gyűrűiben.

Háttér és leírás

A konnektogramot , mint az agyi konnektómia grafikus ábrázolását , 2012 -ben javasolták.

A kapcsolatok körábrázolását számos tudományágban alkalmazták; példák a járványok aspektusainak, földrajzi hálózatainak, zenei ütemeinek, a madárpopulációk sokféleségének és a genomi adatoknak az ábrázolása. A Connectogramokat is inspirációs forrásként idézték Tony Stark sisakjának heads-up megjelenítési stílusához az Iron Man 3-ban .

Az agyak a konnektogram külső gyűrűjének megfelelően színezve.

A konnektogramok kör alakúak, a bal fele a bal féltekét, a jobb fele a jobb féltekét ábrázolja. A féltekéket tovább bontjuk homloklebenyre , szigetkéregre , limbikus lebenyre , halántéklebenyre , parietális lebenyre , occipitalis lebenyre , szubkortikális struktúrákra és kisagyra . Alul az agytörzs is látható a két félteke között. Ezeken a lebenyeken belül minden kéregterületet rövidítéssel látnak el, és hozzárendelik a saját színét, amellyel ugyanazokat a kérgi régiókat más ábrákon is meg lehet jelölni, például a szomszédos kép parcellázott agyfelületeit, hogy az olvasó megtalálja a megfelelő kortikális területeket geometriailag pontos felületen, és pontosan megnézhetik, hogy mennyire különböznek az összekapcsolt régiók. A kérgi felszíni gyűrű belsejében a koncentrikus körök mindegyike a megfelelő kortikális régiók különböző tulajdonságait képviseli. A legkülsőtől a legbelsőig terjedő sorrendben ezek a metrikus gyűrűk a szürkeállomány térfogatát, felületét , kéregvastagságát, görbületét és az összeköttetés mértékét jelzik (a régióban beinduló vagy végződő szálak relatív aránya az egész agyhoz képest). Ezeken a körökön belül a vonalak összekötik azokat a régiókat, amelyek szerkezetileg összefüggnek. Ezen kapcsolatok relatív sűrűsége (szálak száma) tükröződik a vonalak átlátszatlanságában, így könnyen össze lehet hasonlítani a különböző kapcsolatokat és azok szerkezeti jelentőségét. Az egyes kapcsolatok töredékes anizotrópiája tükröződik a színében.

Felhasználások

Agytérkép

A közelmúltban összehangolt lökést feltérképezni az összes, az emberi agy és kapcsolat, ez egyre fontosabbá vált, hogy megtalálják a módját, hogy grafikusan képviseli a nagy mennyiségű adat részt konnektomika . A connectome legtöbb más ábrázolása 3 dimenziót használ, ezért interaktív grafikus felhasználói felületet igényel. A connectogram 83 agykérgi régiót jeleníthet meg minden féltekén belül, és vizuálisan megjelenítheti, hogy mely területek vannak szerkezetileg összekapcsolva, mindezt sík felületen. Ezért kényelmesen bevihető a betegnyilvántartásokba, vagy nyomtatott formában is megjeleníthető. A grafikonokat eredetileg a Circos ,.

Klinikai felhasználás

Connectogram, amely a klinikai használatban lévőkre jellemző, és becsült kapcsolatkárosodást ábrázol Phineas Gage -ben, aki 1848 -ban túlélte egy nagy vasrudat, amelyet koponyáján és agyán hajtottak. A konnektogram csak azokat a kapcsolatokat mutatja, amelyek becslések szerint sérültek.

Egyéni szinten a konnektogramok felhasználhatók a neuroanatómiai rendellenességekben szenvedő betegek kezelésének tájékoztatására. Connectogramokat használtak a traumás agysérülésben (TBI) szenvedő betegek neurológiai gyógyulásának előrehaladásának nyomon követésére . Ezeket a híres beteg Phineas Gage -re is alkalmazták, ideghálózatának károsodásának becslésére (valamint a kortikális szintű károkra - a Gage -vel kapcsolatos korábbi tanulmányok elsődleges középpontjában).

Empirikus tanulmány

A konnektogramok jelenthetik az agykérgi metrikák átlagát (szürkeállomány térfogata, felszíne, kéregvastagsága, görbülete és kapcsolódási foka), valamint a traktográfiai adatokat, például a kapcsolatok átlagos sűrűségét és frakcionált anizotrópiáját, bármilyen méretű populációban. . Ez lehetővé teszi a vizuális és statisztikai összehasonlítást olyan csoportok között, mint a férfiak és a nők, a különböző korosztályok, vagy az egészséges kontrollok és a betegek. Bizonyos verziókat elemeztek arra, hogy a megosztott hálózatok hogyan vannak a betegpopulációkban, vagy a féltekén belüli és a féltekén belüli kapcsolatok közötti egyensúly.

Módosított verziók

Számos lehetőség van arra, hogy milyen méréseket tartalmaznak a konnektogram gyűrűi. Irimia és Van Horn (2012) konnektogramokat publikáltak, amelyek a régiók közötti korrelációs kapcsolatokat vizsgálják, és az ábrák segítségével összehasonlítják a gráfelmélet és a konnektómia megközelítéseit. Néhányuk a kortikális metrikák belső körei nélkül jelent meg. Mások további intézkedéseket tartalmaznak a neurális hálózatokkal kapcsolatban , amelyeket további gyűrűkként lehet hozzáadni a belsejéhez, hogy a gráfelmélet mutatói megjelenjenek , mint az itt a kiterjesztett konnektogramban:

Egy egészséges kontroll alany konnektogramja, és 5 további csomópont -mértéket tartalmaz, amelyek nem tartoznak a standard connectogramba. Kívülről befelé a gyűrűk a kortikális régiót, a szürkeállomány térfogatát, a felszínt, a kéregvastagságot, a görbületet, a kapcsolódási fokot, a csomópont erősségét, a közbenső központosítást, az excentricitást, a csomóponti hatékonyságot és a sajátvektor -központiságot jelölik. A kapcsolódási fok és a csomópont erőssége között üres gyűrű került helyőrzőként.

Régiók és rövidítéseik

Lásd még

• Connectome
• Connectomics
• Human Connectome projekt
• Agytérkép
• Traktorográfia
• Akkordiagram

Hivatkozások

További irodalom