Toepassing van Granger causaliteit analyse van de gestuurde functionele verbinding in de ziekte van Alzheimer en Mild cognitief stoornis

Summary

Gebaseerd op rust statuswaarden functionele magnetische resonantie imaging met Granger causaliteit analyse, onderzochten we de wijzigingen in de gestuurde functionele connectiviteit tussen het posterieure cingularis cortex en de hele hersenen in patiënten met de ziekte van Alzheimer (AD), patiënten met milde cognitieve stoornis (MCI) en gezonde controles.

Abstract

Verminderde functionele connectiviteit in de standaard modus netwerk (DMN) kan worden betrokken bij de progressie van de ziekte van Alzheimer (AD). De Posterior cingularis Cortex (PCC) is een potentiële imaging marker voor het toezicht op de progressie van AD. Eerdere studies deed niet richten op de functionele connectiviteit tussen de PCC en de knooppunten in gebieden buiten de DMN, maar onze studie is een poging om het verkennen van deze over het hoofd gezien functionele verbindingen. Voor het verzamelen van gegevens, hebben we gebruikt functionele magnetische resonantie Imaging (fMRI) en Granger causaliteit analyse (GCA). fMRI biedt een niet-invasieve methode voor het bestuderen van de dynamische interacties tussen de verschillende hersengebieden. GCA is een statistische hypothesen test om te bepalen of eenmalige serie nuttig is bij het voorspellen van een ander. In eenvoudige termen, wordt het beoordeeld door het vergelijken van de 'bekende alle informatie op het laatste moment, de verdeling van de waarschijnlijkheid van X op dit moment' en de 'bekende alle informatie op het laatste moment behalve Y, de verdeling van de waarschijnlijkheid van X op dit moment', om te bepalen of er een oorzakelijk verband tussen Y en X. Deze definitie is gebaseerd op de volledige informatiebron en stationaire chronologische volgorde. De belangrijkste stap van deze analyse is het gebruik van X en Y de regressievergelijking te tekenen van een oorzakelijk verband door een hypothetische test. Omdat GCA causaal gevolgen meten kan, wij gebruikten het om te onderzoeken de anisotropie van de functionele connectiviteit en verkennen van de hub-functie van de PSC. Hier, we gescreend 116 deelnemers voor het scannen van de MRI, en na het voorbewerken van de gegevens die zijn verkregen uit neuroimaging, gebruikten we GCA voor het afleiden van het oorzakelijk verband van elk knooppunt. Tot slot, wij geconcludeerd dat de gestuurde verbinding aanzienlijk tussen de groepen van milde cognitieve stoornis (MCI) en AD, zowel vanuit de PCC aan het hele brein het hele brein aan de PCC verschilt.

Introduction

AD is een degeneratieve ziekte van het centrale zenuwstelsel die kunnen worden gediagnosticeerd met behulp van Histopathologie, elektrofysiologie en neuroimaging¹. De geheugen-gerelateerde DMN is een vitaal systeem van de interactie hersengebieden AD is gekoppeld, en de abnormale functie is kenmerkend voor AD^2,3. De PCC is een belangrijk gebied van de traditionele standaardnetwerk in de rusttoestand en cruciale rol in het episodische geheugen, ruimtelijke aandacht, zelfevaluatie en andere cognitieve functies^4,5,

Protocol

This study was approved by the Ethics Committee of Zhejiang Provincial People's Hospital. Every enrolled subject signed a written informed consent.

1. Sample Classification and Screening

1. Diagnose and divide 116 patients into AD and MCI groups.
   NOTE: Use the 2011 National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke and the Alzheimer's Disease and Related Disorders Association (NINCDS-ADRDA) diagnostic criteria and the Mini-Mental State Examination (MMSE) criteria for identification and classification of MCI, which is described in detail in Yu et al.¹⁰
2. ....

Results

Demographic information

Table 1 presents the characteristics of the subjects. All the subjects had an education level of junior school or above. Age, gender, and education level were similar between the three groups (P >0.05), while the MMSE scores were significantly different (p <0.01).

Directed brain functional connectivity

Discussion

Dit verslag presenteert een proces voor het vergelijken van de gestuurde functionele connectiviteit vanuit het PCC naar de hele hersenen en van de hele hersenen naar de PCC tussen AD, MCI- en controlegroepen. Bovendien is een belangrijke stap in dit proces de classificatie en de screening van monster voordat het experiment. Dus, de indeling en de screening van de criteria zijn van cruciaal belang omdat de nauwkeurigheid van de resultaten kan worden beïnvloed als ze verkeerde. Zoals vermeld in het protocol, we gebruikten .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
116 patients	Zhejiang Provincial People’s hospital	-	This study was approved by the ethics committee of Zhejiang Provincial People’s hospital. Every enrolled subject signed a written informed consent form.
Siemens Trio 3.0 T MRI scanner	Siemens, Erlangen, Germany	20571	Equipped with AudioComfort that reduces acoustic noise up to 90%; Provides high performance at a low noise level; Ultra light-weight coil; Unique MRI sequence design; Supports up to 400 pounds without restrictions.
RESTplus	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China	20160122	RESTplus evolved from REST (Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit), a convenient toolkit to calculate Functional Connectivity (FC), Regional Homogeneity(ReHo), Amplitude of Low-Frequency Fluctuation (ALFF), Fractional ALFF (fALFF), Gragner causality, degree centrality, voxel-mirrored homotopic connectivity (VMHC) and perform statistical analysis.
DPARSF	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China	130615	Data Processing Assistant for Resting-State fMRI (DPARSF) is a convenient plug-in software within DPABI, which is based on SPM. You just need to arrange your DICOM files, and click a few buttons to set parameters, DPARSF will then give all the preprocessed data, functional connectivity, ReHo, ALFF/fALFF, degree centrality, voxel-mirrored homotopic connectivity (VMHC) results.
SPSS	SPSS Inc., Chicago, IL, USA	-	SPSS offers detailed analysis options to look deeper into your data and spot trends that you might not have noticed.