Коннектограм - графическая репрезентация коннектомики кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое коннектограм, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое коннектограм, коннектограма , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Биологическое моделирование искусственного интеллекта.

коннектограм графическая репрезентация коннектомики , области знаний связанной с отображением всех соединений белого вещества в человеческом мозге. Обычно это круговой граф полученный применением теории графов к диффузионной МРТ для демонстрации соединений белого вещества.

Структура

Коннектограмм показывающий усредненные соединения и кортикальные свойства 110 здоровых , праворуких мужчин возрастом от 25 до 36 лет

Коннектограмма здорового контрольного субъекта, включающая 5 дополнительных узловых измерений, не включенных в стандартную коннектограмму. Снаружи внутрь кольца представляют собой область коры, объем серого вещества, площадь поверхности, толщину коры, кривизну, степень связности, прочность узлов, центральность между узлами, эксцентриситет, эффективность узлов и центральность собственных векторов. Между степенью связи и мощностью узла было добавлено пустое кольцо в качестве заполнителя.

Описание

Коннектограм как графическая репрезентация коннектомики мозга был впервые предложен в 2012 году . Коннектограм это обычно круговой граф у которого левая половина показывает соединения левого полушария а правая половина правого. В свою очередь половины разбиты на лобную долю , островковую долю, лимбическую долю, височную долю, подкорковые структуры и мозжечок. В самом низу между двумя полушариями также представлен мозговой ствол. Внутри этих доль каждый корковый регион подписан собственной аббревиатурой и привязан к своему цвету. Цвета нужны чтобы находить регионы на других изображениях поверхностей мозга и оценивать их взаимное расположение. Внутри кольца корковых регионов вложенные кольца описывают такие понятия как объем серого вещества региона, площадь региона, толщина коры региона, кривизна поверхности региона и степень соединений региона (относительная пропорция соединений этого региона к соединениям всего мозга) в порядке вложенности.

Легенда для метаданных, представленных в различных кольцах коннекограммы.

Предпосылки и описание

Connectogram , как графическое представление мозга connectomics , был предложен в 2012 году

Круговые представления связей использовались в ряде дисциплин; примеры включают представление аспектов эпидемий, географических сетей, музыкальных ритмов, разнообразия популяций птиц, и геномных данных. Коннекограммы также упоминались как источник вдохновения для стиля отображения хедз-ап шлема Тони Старка в « Железном человеке 3» .

Мозги окрашены в соответствии с внешним кольцом коннектограммы.

Коннекограммы круглые, левая половина изображает левое полушарие, а правая половина - правое полушарие. Полушария далее подразделяются на лобную долю , островную кору , лимбическую долю , височную долю , теменную долю , затылочную долю , подкорковые структуры и мозжечок.. Внизу между двумя полушариями также изображен ствол мозга. Внутри этих долей каждая корковая область помечена аббревиатурой и ей присвоен свой цвет, который можно использовать для обозначения тех же кортикальных областей на других рисунках, таких как парцеллированные поверхности мозга на соседнем изображении, чтобы читатель мог найти соответствующие области коры головного мозга на геометрически точной поверхности, и вы увидите, насколько разными могут быть соединенные области. Внутри кольца кортикальной поверхности концентрические круги представляют разные атрибуты соответствующих областей коры. Эти метрические кольца в порядке от внешнего к самому внутреннему представляют объем серого вещества , площадь поверхности., толщина коры, кривизна и степень связности (относительная доля волокон, начинающихся или заканчивающихся в данной области, по сравнению со всем мозгом). Внутри этих кругов линии соединяют области, которые оказались структурно связанными. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Относительная плотность (количество волокон) этих соединений отражается в непрозрачности линий, так что можно легко сравнивать различные соединения и их структурное значение. Дробная анизотропия каждого соединения отражается в его цвете.

Использование

Картирование мозга

В связи с недавним согласованным стремлением отобразить весь человеческий мозг и его связи , становится все более важным найти способы графического представления больших объемов данных, задействованных в коннектомике . Большинство других представлений коннектома используют 3 измерения и, следовательно, требуют интерактивного графического пользовательского интерфейса. Коннекограмма может отображать 83 области коры в каждом полушарии и визуально отображать, какие области структурно связаны, все на плоской поверхности. Поэтому его удобно хранить в картах пациентов или отображать в печати. Графики изначально были разработаны с использованием инструмента визуализации под названием Circos ,. [10] [11]

Клиническое использование

Коннекограмма, типичная для клинического использования, изображающая предполагаемое повреждение соединения у Финеаса Гейджа , который в 1848 году пережил большой металлический стержень, пронзивший его череп и мозг. На коннекограмме показаны только те соединения, которые предположительно были повреждены.

На индивидуальном уровне коннекограммы могут использоваться для информирования о лечении пациентов с нейроанатомическими аномалиями. Коннекограммы использовались для наблюдения за прогрессированием неврологического выздоровления пациентов, перенесших черепно-мозговую травму (ЧМТ). [12] Они также применялись к известному пациенту Финеасу Гейджу , чтобы оценить повреждение его нейронной сети (а также повреждение на корковом уровне - основное внимание в более ранних исследованиях Гейджа). [13]

Эмпирическое исследование

Коннекограммы могут представлять средние показатели коры головного мозга (объем серого вещества, площадь поверхности, толщина коры, кривизна и степень связности), а также данные трактографии , такие как средняя плотность и фракционная анизотропия соединений, в популяциях любого размера. . Это позволяет проводить визуальное и статистическое сравнение между группами, такими как мужчины и женщины [14], когортами разного возраста или здоровыми людьми из контрольной группы и пациентами. Некоторые версии использовались для анализа того, как разделены сети в популяциях пациентов [15], или для анализа относительного баланса между меж- и внутриполушарными связями. [16]

Измененные версии

Есть много возможностей, для которых меры включаются в кольца коннектограммы. Иримиа и Ван Хорн (2012) опубликовали коннектограммы, в которых исследуются корреляционные отношения между регионами и используются цифры для сравнения подходов теории графов и коннектомики. [17] Некоторые из них были опубликованы без внутренних корковых показателей. [18] Другие включают дополнительные меры, относящиеся к нейронным сетям , [19] которые могут быть добавлены как дополнительные кольца внутрь, чтобы показать метрики теории графов , как в расширенной коннектограмме здесь:

Регионы и их сокращения

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Коннектом
• Коннектомика
• Проект Human Connectome
• Картирование мозга
• Трактография
• Схема хорды

Данная статья про коннектограм подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое коннектограм, коннектограма и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Биологическое моделирование искусственного интеллекта