알 츠 하이 머 질환과 경미한 인지 장애에 감독된 기능 연결의 그 랜 저 인과관계 분석의 응용 프로그램

Summary

우리 후부 대상 피 질과 Alzheimer의 질병 (광고) 환자, 가벼운 인지 장애 (MCI)와 건강 한 컨트롤 환자에서 뇌 간의 지시 기능 연결에서 변경 조사 휴식 상태 기능 자기 공명 영상 그레인저 인과 분석을 바탕으로.

Abstract

장애인된 기능 연결에는 기본 모드 네트워크 (DMN) Alzheimer의 질병 (광고)의 진행에 관련 될 수 있습니다. 후부 대상 피 질 (PCC)은 광고의 진행을 모니터링 하기 위한 잠재적인 이미징 마커입니다. 이전 연구 PCC와 DMN, 외부 지역에서 노드 간의 기능 연결에 초점을 두지 않 하지만 우리의 연구는이 간과 기능 연결을 탐구 하는 노력. 데이터를 수집, 우리는 기능 자기 공명 영상 (fMRI)와 그 랜 저 인과관계 분석 (GCA) 사용. fMRI에는 서로 다른 뇌 영역 간의 동적 상호 작용을 공부 하는 비-침략 적 방법을 제공 합니다. GCA는 일회성 시리즈 다른 예측 하는 데 유용 여부를 확인 하기 위한 통계 가설 시험. 간단한 용어 있음, 그것은 "알려진 마지막 순간에,이 시간에 X의 확률 분포에 대 한 모든 정보"와 "알려진 Y,이 시간에 X의 확률 분포를 제외 하 고 마지막 순간에 대 한 모든 정보"를 비교 하 여 판단, Y와 X 사이의 인과 관계 인지 확인 합니다. 이 정의 완전 한 정보 소스 및 고정 시간 시퀀스를 기반으로 합니다. 이 분석의 주요 단계는 X를 사용 하 고 회귀 방정식을 설정 하 여 가상 테스트 하 여 인과 관계를 그릴 Y. GCA 인과 효과 측정할 수 있는, 이후 우리 기능 연결의 이방성을 조사 하 고 탐구는 PCC의 허브 기능을 그것을 사용. 여기, 우리 검사 MRI 스캔, 116 참가자 그리고 neuroimaging에서 얻은 데이터를 전처리, 후 우리는 각 노드에의 인과 관계를 파생 GCA를 사용. 마지막으로, 우리는 감독 연결이 상당히 가벼운 인지 장애 (MCI) 및 광고 그룹, 전체 두뇌에 PCC에서와 PCC에 전체 뇌에서 사이 다는 결론을 내렸다.

Introduction

광고는 histopathology, 전기 생리학, 및 neuroimaging¹를 사용 하 여 진단 될 수 있다 중앙 신경의 퇴행 성 질환 이다. 메모리 관련 DMN, 광고와 관련 된 상호 작용 두뇌 영역의 중요 한 시스템 이며 비정상적인 기능 광고^2,3의 특징입니다. PCC는 휴식 상태에서 전통적인 기본 네트워크의 중요 한 지역 이며 에피소드 메모리, 공간 주의 자기 평가, 그리고 다른 인지 기능^4,5,,67에 중추적인 역할을 합니다. 또한, 광고 진행을 모니터링 하기 위한 이미징 마커 수 있습니다. GCA를 사용 하 여, 리아 외 는 PCC 여러 연결을 여러 cytoarchitectonics의 지역 이며, 기능적 뇌 구조⁸에 중요 한 역할을 발견 하 고. 종 외. 보도 PCC DMN³내 다른 지역의 대....

Protocol

이 연구는 Zhejiang Provincial People's Hospital의 윤리 위원회의 승인을 받았습니다. 등록된 모든 피험자는 서면 동의서에 서명했습니다.

1. 시료 분류 및 스크리닝

1. 116명의 환자를 진단하고 AD 및 MCI 그룹으로 나눕니다.
   참고: MCI의 식별 및 분류를 위해 2011 National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke와 Alzheimer's Disease and Related Disorders Association(NINCDS-ADRDA) 진단 기준 및 MMSE(Mini-Mental State Examination) 기준을 사용하십시오. 이는 Yu et al.에 자세히 설명되어 있습니다.¹⁰
2. 정상 제어 그룹에서 참가자를 선택합니다.
   참고: 대조군의 연령, 성별 및 교육 수준은 MCI 및 AD 그룹의 환자와 일치했습니다.
3. MMSE^{10으로 모든 과목을 평가합니다}.
4. 포함 기준을 충족하지 못한 피험자를 제외합니다. 모든 피험자에 대해 제외 기....

Results

인구 통계 정보

표 1은 피험자의 특성을 나타냅니다. 모든 과목은 중학교 이상의 교육 수준을 가지고 있었습니다. 세 그룹은 연령, 성별, 교육 수준이 비슷했지만(P >0.05), MMSE 점수는 유의하게 달랐다(P <0.01).

지시된 뇌 기능 연결

전체 뇌의 활성 노드가 먼저 확인되었습니다. GCA 기술을 사용하여 AD, MCI 및 대조군에서 PCC에서 전체 뇌로, 전체 뇌에서 PCC로 지시된 기능적 연결성을 측정했습니다(그림 1

Discussion

이 보고서는 감독된 기능 연결은 PCC에서 전체 두뇌에 및 전체 두뇌에서 광고, 사이 PCC 비교 하기 위한 과정을 선물 한다 MCI 및 제어 그룹. 또한,이 과정에서 중요 한 단계는 분류 및 실험 전에 샘플의 검사입니다. 따라서 분류 및 심사 기준은 중요 한 경우 잘못 된 결과의 정확도 영향을 받을 수 있기 때문에. 우리 식별 및 분류 MCI;의 2011 NINCDS ADRDA 진단 및 MMSE, 기준과 기준 프로토콜에 나열 된 사용 우리의 심사 기준은 위의 프로토콜에도 라고도 합니다. 우리는 재판에 적합 되었고, 정확 하 게 분류 나머지 환자는 후속 실험에 대 한 근본적인 그 환자 제외. 중요 한 GCA 분석에서에서 파생 되 감독된 기능 연결은 PCC 전체 두뇌 및 전체 두뇌에서 광고, MCI, 사이 PCC에 고에서 얻은 데이터를 사용 하 여 컨트롤 그룹 neuroimaging. 우리는이 프로토콜에서 GCA 분석의 세부 정보를 제시. 이 기술 감독된 연결, 그룹 간의 중요 한 차이점을 발견 하 고 기능 변경 및 광고 진행 간.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
환자 116	저장성 인민' s 병원	-	이 연구는 Zhejiang Provincial People의 윤리위원회에 의해 승인되었습니다. s 병원. 등록된 모든 피험자는 서면 동의서에 서명했습니다.
Siemens Trio 3.0 T MRI 스캐너	Siemens, Erlangen, Germany	20571	음향 소음을 최대 90%까지 줄이는 AudioComfort가 장착되어 있습니다. 낮은 소음 수준에서 높은 성능을 제공합니다. 초경량 코일; 독특한 MRI 시퀀스 디자인; 제한 없이 최대 400파운드를 지원합니다.
RESTPLUS	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China	20160122	RESTplus는 FC(Functional Connectivity), ReHo(Regional Homogeneity), ALFF(Amplitude of Low-Frequency Fluctuation), fALFF(Fractional ALFF), Gragner causality, degree centrality, voxel-mirrored homotopic connectivity(VMHC)를 계산하고 통계 분석을 수행하는 편리한 툴킷인 REST(Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit)에서 발전했습니다.
DPARSF	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China	130615	DPARSF(Data Processing Assistant for Resting-State fMRI)는 SPM을 기반으로 하는 DPABI 내의 편리한 플러그인 소프트웨어입니다. DICOM 파일을 정렬하고 몇 개의 버튼을 클릭하여 매개변수를 설정하기만 하면 DPARSF는 모든 전처리된 데이터, 기능 연결, ReHo, ALFF/fALFF, 차수 중심성, 복셀 미러링 동질성 연결(VMHC) 결과를 제공합니다.
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