Aug, 2023
描绘人脑结构连接的正常围生期发展特征
Characterizing normal perinatal development of the human brain structural connectivity
Yihan Wu, Lana Vasung, Camilo Calixto, Ali Gholipour, Davood Karimi
TL;DR早期脑发育的组织联系相连接机构形成高度有序的结构连接组。通过该连接组的相互连接性，大脑的认知能力受到影响，并对疾病和环境因素产生影响。因此，对围产期阶段的结构连接进行定量评估有助于研究正常和异常的神经发展。然而，从扩散 MRI 数据中估计连接组涉及复杂的计算。对于围产期，这些计算进一步受到脑快速发育和图像难度的挑战。加上高主体间变异性，这些因素使得在脑发育的这一关键阶段建立结构连接的可靠参考基线变得困难。在本研究中，我们开发了一个基于时空平均的计算框架来确定此类基线。我们使用该框架来分析来自 166 个主体的 33 到 44 周月经后的结构连接。我们的结果揭示了围产期结构连通性发展中的明确且强烈的趋势。基于纤维状异性和神经树突密度的连接权重产生了最一致的结果。我们观察到全局和局部效率的增加，特征路径长度的减小，以及大脑叶和半球内外之间连接的广泛增强。我们还观察到不同连接权重方法之间一致的不对称模式。这种新的计算方法和结果在早期评估结构连接的正常和异常发展中非常有用。