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Aplicação da análise de causalidade de Granger da Conexão funcional direcionado na doença de Alzheimer e transtorno cognitivo leve

DOI:

10.3791/56015

August 7th, 2017

In This Article

Summary

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Com base no estado de repouso ressonância magnética funcional com análise de causalidade de Granger, investigamos as alterações na conectividade funcional do dirigido entre o córtex cingulado posterior e todo o cérebro em pacientes com doença de Alzheimer (AD), pacientes com comprometimento cognitivo leve (MCI) e controles saudáveis.

Abstract

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Conectividade funcional prejudicada em rede de modo padrão (DMN) pode estar envolvida na progressão da doença de Alzheimer (AD). O córtex cingulado Posterior (PCC) é um potencial marcador de imagem para monitorar a progressão da AD. Estudos anteriores não se concentrar sobre a conectividade funcional entre o PCC e nós em regiões fora do DMN, mas nosso estudo é um esforço para explorar estas conexões funcionais negligenciados. Para a coleta de dados, usamos a ressonância magnética funcional (fMRI) e análise de causalidade de Granger (GCA). ressonância magnética fornece um método não-invasivo para estudar as interações dinâmicas entre as regiões diferentes do cérebro. GCA é um teste de hipótese estatística para determinar se a série One-Time é útil na previsão de outro. Em termos simples, for julgado comparando-se a todas as informações sobre o último momento, a distribuição de probabilidade de X neste momento "conhecido" e o "conhecido de todas as informações sobre o último momento exceto Y, a distribuição de probabilidade de X neste momento", para determinar se existe uma relação causal entre Y e X. Esta definição baseia-se na fonte de informação completa e estacionária sequência cronológica. O passo principal desta análise é a utilização de X e Y para estabelecer a equação de regressão e desenhar uma relação causal por um teste hipotético. Desde que o GCA pode medir efeitos causais, usamos para investigar a anisotropia da conectividade funcional e explorar a função de cubo do PCC. Aqui, nós selecionados 116 participantes para fazer a varredura de MRI, e depois do processamento dos dados obtidos de neuroimagem, costumávamos GCA para derivar a relação causal de cada nó. Finalmente, concluiu-se que a conexão dirigida é significativamente diferente entre os grupos Impairment Cognitive suave (MCI) e AD, partir do PCC para o cérebro e do cérebro inteiro para o PCC.

Introduction

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AD é uma doença degenerativa do sistema nervoso central que pode ser diagnosticada usando histopatologia, eletrofisiologia e neuroimagem1. O DMN relacionados à memória é um sistema vital das regiões do cérebro interagindo associado com AD, e sua função anormal é característica da AD2,3. O PCC é uma importante região da rede padrão tradicional no estado de repouso e tem um papel crucial na memória episódica, atenção espacial, auto-avaliação e outras funções cognitivas4,5,6,

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Protocol

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Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Popular da Província de Zhejiang. Todos os indivíduos inscritos assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.

1. Classificação e triagem da amostra

  1. Diagnosticar e dividir 116 pacientes em grupos DA e CCL.
    NOTA: Use os critérios diagnósticos do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Comunicativos e Acidente Vascular Cerebral de 2011 e da Associação de Doença de Alzheimer e Distúrbios Relacionados (NINCDS-ADRDA) e os critérios do Mini-Exame do Estado Mental (MMSE) para identificação e classificação de MCI, que é descrito em detalhes em Yu et a....

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Results

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Informações demográficas

A Tabela 1 apresenta as características dos sujeitos. Todos os sujeitos tinham escolaridade igual ou superior ao ensino fundamental. Idade, sexo e escolaridade foram semelhantes entre os três grupos (P >0,05), enquanto os escores do MEEM foram significativamente diferentes (p <0,01).

Conectividade funcional ce.......

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Discussion

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Este relatório apresenta um processo de comparação entre a dirigido funcional conectividade do PCC para o cérebro e do cérebro inteiro para o PCC entre AD, MCI e controle de grupos. Além disso, um passo fundamental neste processo é a classificação e a seleção da amostra antes do experimento. Assim, a classificação e critérios de triagem são cruciais como a precisão dos resultados pode ser afectada se eles estão errados. Constantes do protocolo, usamos critérios diagnósticos do NINCDS-ADRDA 2011 e meem e os critérios para.......

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Disclosures

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Os autores declaram que não têm quaisquer interesses financeiros concorrentes.

Acknowledgements

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Os autores agradecer Gongjun JI para suporte de software de computador. Esta pesquisa foi parcialmente apoiada pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (n. º 81201156, 81271517); o Zhejiang Provincial Natural Science Foundation da China (n. LY16H180007, LY13H180016, 2013C33G1360236) e a Fundação de ciência, da Comissão de saúde da província de Zhejiang (n. º 2013RCA001, 201522257).

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
116 pacientesPovo Provincial de Zhejiang Esteestudo foi aprovado pelo comitê de ética do Povo Provincial de Zhejiang s hospital. Todos os sujeitos inscritos assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.
Scanner de ressonância magnética Siemens Trio 3.0 TSiemens, Erlangen, Alemanha20571Equipado com AudioComfort que reduz o ruído acústico em até 90%; Proporciona alto desempenho com baixo nível de ruído; Bobina ultraleve; Design exclusivo de sequência de ressonância magnética; Suporta até 400 libras sem restrições.
RESTplusHangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China20160122O RESTplus evoluiu do REST (Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit), um kit de ferramentas conveniente para calcular a Conectividade Funcional (FC), Homogeneidade Regional (ReHo), Amplitude de Flutuação de Baixa Frequência (ALFF), ALFF Fracionário (fALFF), Causalidade de Gragner, centralidade de grau, conectividade homotópica espelhada em voxel (VMHC) e realizar análises estatísticas.
DPARSFHangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China130615Assistente de Processamento de Dados para fMRI em Estado de Repouso (DPARSF) é um software plug-in conveniente dentro do DPABI, que é baseado em SPM. Você só precisa organizar seus arquivos DICOM e clicar em alguns botões para definir os parâmetros, o DPARSF fornecerá todos os dados pré-processados, conectividade funcional, ReHo, ALFF/fALFF, centralidade de grau, resultados de conectividade homotópica espelhada em voxel (VMHC).
SPSSSPSS Inc., Chicago, IL, EUA-SPSSoferece opções de análise detalhadas para analisar mais profundamente seus dados e identificar tendências que você pode não ter notado.

References

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  1. Delbeuck, X., Van der Linden, M., Collette, F. Alzheimer's disease as a disconnection syndrome? Neuropsychol Rev. 13 (2), 79-92 (2003).
  2. Wang, K., et al. Altered functional connectivity in early Alzheimer's disease: a resting-state fMRI study. Hum Bra....

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Granger Causality AnalysisFunctional ConnectivityAlzheimer s DiseaseMild Cognitive ImpairmentDefault Mode NetworkPosterior Cingulate CortexFunctional MRIDirected ConnectivityBrain Network AnalysisVoxel Wise Analysis

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