Summary
Ölçüm gyrification (kortikal katlama) herhangi bir yaşta, erken beyin gelişiminde bir pencere temsil eder. Bu nedenle, daha önce yarımkürede üzerinde puan binlerce yerel gyrification ölçmek için bir algoritma geliştirdi
Abstract
Kortikal katlama (gyrification) Bu dönemde meydana gelen olumsuz olaylar, herhangi bir yaşta tanımlanabilir olacak izler bırakır ki, yaşamın ilk aylarında belirlenir. Mangin ve arkadaşları 2 gibi son zamanlarda tarafından gözden gyrification farklı özellikleri ölçmek için çeşitli yöntemler mevcuttur. Örneğin, sulkal morfometri 3 asimetri, şekil, derinlik, uzunluk ya da inter-hemisferik endeksleri gibi tanımlayıcılar ölçmek için kullanılabilir. Bu geometrik özellikleri yorumlamak kolay olma avantajına sahiptir. Ancak, sulkal morfometri sıkıca sulkuslar belirli bir set doğru tanımlanmasına dayanır ve bu nedenle gyrification parçalanmış bir açıklama sağlar. Gyrification, daha ince taneli kantifikasyon mutlak ortalama eğrilik genellikle kortikal yüzey 4 üzerinden binlerce puan hesaplanır düzeltti eğrilik tabanlı ölçümleri ile elde edilebilir. Ancak eğrilik straightforwar değildircurvedness ve biyolojik olarak anlamlı kortikal hacim veya yüzey olarak ilişkilidir arasında herhangi bir doğrudan bir ilişki var ise belirsizliğini koruyor d kavramak. Kortikal katlama ölçümü ile ortaya çeşitli konuları ele almak için, daha önce enfes bir uzaysal çözünürlüğü ve basit bir yorumlama yerel gyrification ölçmek için bir algoritma geliştirdi. Bizim metodumuz Gyrification Endeksi 5, karşılaştırmalı nöroanatomi aslında türler genelinde kortikal katlanır farklılıklarını değerlendirmek için kullanılan bir yöntem ilham alıyor. Uygulanması, faiz dairesel bölgelerde görünür korteksin miktarı ile karşılaştırıldığında adı l Öcal Gyrification Endeksi (l GI 1), sulkal kıvrımları içinde gömülü korteks miktarını ölçmek . Korteks öncelikle 6 radyal genleşme üzerinden arttığını göz önüne alındığında, bizim yöntem özellikle erken kortikal gelişim kusurları tespit etmek için dizayn edildi.
In thmakale, detay FreeSurfer Yazılım bir parçası (serbestçe dağıtılan yerel Gyrification Endeksi, hesaplama, http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/ , Biyomedikal Görüntüleme Martinos Merkezi, Massachusetts Genel Hastanesi) FreeSurfer beynin kortikal yüzeyi yapısal MRG verileri otomatik olarak yeniden yapılanma araçları kümesi sağlar. Alt milimetre doğruluğu görüntüleri yerli uzayda çıkartılan kortikal yüzey daha sonra l GI hesaplanması için bir temel olarak hizmet verecek bir dış yüzey oluşturulması için kullanılır. Ilgi dairesel bir bölge daha sonra dış yüzeyi tarif ve kortikal yüzey faiz karşılık gelen bölge, bizim doğrulama çalışmada 1 açıklandığı gibi bir eşleme algoritması kullanılarak tanımlanır. Bu işlemi art arda gyrification kortikal haritalar, ilgi alanları büyük ölçüde üst üste tekrarlanırr sonraki istatistiksel karşılaştırmalar (Şekil 1). Notu, benzer bir ilham ile yerel gyrification başka bir ölçüm katlama dizin her noktada aynı olan bir disk alanına bölünmüş bir küre bulunan kortikal alan oranı olarak hesaplanır Toro ve arkadaşları 7, tarafından önerilen yarıçapı. Toro ve ark biri bu iki uygulamaları farklıdır. Öklid mesafeler dayanmaktadır ve bu nedenle, bizim sıkı bir jeodezik algoritması kullanır ve kortikal alan açma ilgi dairesel bir bölgede beyin yüzeyinde sadece sürekli yama ise kortikal alanın süreksiz yamalar göz önünde bulundurur.
Protocol
1. 3D kortikal yüzeyleri yeniden
Wiki (açıklandığı gibi protokol Bu standart FreeSurfer boru hattının ilk bölümü kullanır http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki) . Burada ayrıntılı komutları kortikal yüzey rekonstrüksiyonlar ulaşmanın tek yolu tarif unutmayın, ancak eşdeğer komutları de kullanılıyor olabilir.
- FreeSurfer içine çiğ MR DICOM İthalat ve görüntü kalitesini kontrol (yönünü doğru olduğunu örneğin, yeterli kontrast ve görüntüler taşınır). Bu süreç aşağıdaki komutları (<...> (dahil) arasında belirli bir örneğine uygun değerleri ile metni değiştirmek ve "#" yorum gösterir) kullanır:
mksubjdirs# FreeSurfer tarafından kullanılan klasör mimarisi oluşturmak
CD/ Mri # konu mri klasörüne gidin
mri_convert-cm001.mgz # dönüştürülen hacmi görselleştirmek - Üç boyutlu kortikal örgü modelleri 8,9 oluşturun. Gömüldü sulkuslar sorunu ile başa çıkmak için, FreeSurfer ilk, ilk gri-beyaz yüzey için bir başlangıç noktası olarak kullanılan bir üniter beyaz cevher hacmi oluşturur . Bu yüzey daha sonra yoğunluk yerel degrade göre optimize edilmiş ve gri-CSF arayüzü daha da genişletilir.
Recon Tüm-s# Kortikal yüzey rekonstrüksiyonu başlatmak
Beyaz (gri-beyaz bir arayüz) ve pial (gri-CSF arayüzü) yüzey yeniden yapılanma süreci sonunda, iki örgü modelleri için yaklaşık 150.000 puan her yarımkürede oluşan alacak. Tüm yüzeylerin ve hacimlerin izin vererek, doğal boşluk kalması dikkat etmek önemlidir. hacmi, yüzey alanı, kalınlık veya gyrification endeks ölçümü deformasyon olmadan ölçülebilir. - Bu yeniden inşa yüzeylerin doğruluğunu kontrol edin:
tkmeditT1.mgz? H.pial # yeşil beyaz yüzey, üst üste ve kırmızı pial yüzey.
h yarımkürede gösterir:? sağ hemisfer, sol hemisfer ve rh.pial lh.pial. Şekil 2 (2 sürümlerinde, film ve statik bir web sitesi için dahil edilecek bir animasyonlu gif görüntü) FreeSurfer paketi ile birlikte dağıtılan "bert" özne için doğru beyaz ve pial yüzeyler rekonstrüksiyonlar bir örnek gösterir . Yeniden yapılanma sürecinin sonucu elle düzeltmek için varsa, (FreeSurfer Wiki bir öğretici bulacaksınız http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/WhiteMatterEdits ,
2. Yerel Gyrification Endeksi Compute
: Yüzeyler memnun olduğunuzda, komutunu kullanarak yerel Gyrification Endeksi (l GI) hesaplamak
Recon Tüm-LGI-s
Bu komut, genellikle iş istasyonunun gücüne bağlı olarak, bir çalışmada katılımcı iki yarımküresinin yaklaşık 3 saat boyunca çalışır. Şekil l GI sürecin farklı adımları gözden. 1. Bilgisayar morfolojik kapatma işlemini kullanarak bir dış yüzey oluşturulması ile başlar. Bu dış yüzeyi, başlar? H.pial_outer_smoothed, daha Şekil gösterilmiştir. 3. Daha sonra, dairesel bölgelerin ilgi yaklaşık 800 üst üste dış yüzeyi oluşturulur. Bu bölgelerin her biri için, faiz karşılık gelen bir bölge tanımlanırpial yüzey. Tüm hesaplama kortikal yüzeyin her noktası için bir l Gİ değeri (yani ~ 150.000 yarımkürede ortalama değerleri) içeren bireysel bir haritanın oluşturulması ile sona erer.
3. Her yarımkürede l GI hesaplama sonucu kontrol edin
tksurfer
L GI değerleri kortikal yüzey üzerinde üst üste. Herhangi bir gri kortikal alanda olmamalıdır: Doğru l olarak GI değerleri genellikle 1 minimum eşik seçeneği fthresh ile hızlı bir kontrol sağlar, 1 ile 5 arasında oluşmaktadır. Şekil doğru bir sonuç bir örnek gösterilmiştir. 4.
4. İstatistiksel grup karşılaştırmalarında
Amacı, cinsiyet etkisi kontrol ve kortikal yüzey üzerinde her köşe grup etkisini ölçmek içinyaşı. Her köşe kortikal kalınlık karşılaştırmak istiyorum sanki aynı süreci takip etmek gerekiyor, ama vermek
- Gruplar arasında l GI sonuçları karşılaştırmak için ilk seçenek aşağıdaki komutları kullanmak; Daha fazla bilgi elde edilebilir https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/GroupAnalysis .
- İlk giriş tüm konuları veren bir çalışma belirli bir şablon oluşturmak için ihtiyacınız olacak:
make_average_subject - konular...
Komutu yukarıda, "ortalama" adlı bir konu yaratacaktır. Alternatif olarak, söz konusu "fsave kullanabilirsinizöfke "FreeSurfer dağıtımının bir parçası olarak dağıtılır. - Daha sonra, çalışmada yer alan konular ("FreeSurfer Grup Tanımlayıcısı Dosya") tanımını içeren bir metin dosyası oluşturun. FSGD.txt bu gibi görünmelidir:
GroupDescriptorFile 1
Grup Control_Male
Grup Control_Female
Grup Patient_Male
Grup Patient_Female
Değişkenler Yaş
GirişPatient_Male 20
GirişControl_Female 23
<...> - L GI ortalama konunun her yarımkürede için aşağıdaki komutu kullanarak uzayda veri resample:
mris_preproc - fsgd FSGD.txt hedef ortalama? hemi saat - ölçüm pial_lgi? dışarı h.lgi.mgh - Sinyal gürültü azaltmak için kortikal yüzey üzerinde veri Smooth:
mri_surf2surf -? hemi h - ler ortalama -? sval h.lgi.mgh - FWHM 10 -? tval h.10.lgi.mgh - Her köşenin düzeyde grup karşılaştırma hesaplayın. Bunun için, yukarıda açıklanan FSGD.txt durumda kontrast metin dosyasını (örneğin oluşturmanız gerekir, "contrast.txt" değerler "1 1 -1 -1 0" kontrol ve arasındaki fark hesaplamak için içerecektir yaş ve cinsiyet için kontrol) hasta iken. Sonunda karşılaştırma çalıştırın:
mri_glmfit - y h.10.lgi.mgh - - fsgd FSGD.txt düşkünler? glmdir h.lgi.glmdir - sörf ortalama h? C contrast.txt - Tksurfer kullanarak ortalama konuyla ilgili sonuçları gözünüzde canlandırın:
tksurfer ortalama? saat şişirilmiş
Sonra bindirme klasöründe bulunan sig.mgh dosya olarak yüklenecek? H.lgi.glmdir / contrast.txt / sig.mgh. "Yapılandırmak overlay" seçeneğini kullanarak yanlış keşif hızı 10 ile çoklu karşılaştırmalar için p eşik yanı sıra doğru daha da değiştirebilirsiniz .
- İlk giriş tüm konuları veren bir çalışma belirli bir şablon oluşturmak için ihtiyacınız olacak:
- Grup com için alternatif bir seçenekparison Qdec FreeSurfer uygulanan bir grafik kullanıcı arabirimi kullanmaktır. Yerel Gyrification Endeksi ile Qdec kullanımı l GI veri öncesi pürüzsüz gelir:
Recon Tüm-qcache-tedbir pial_lgi ortalamanın-S
Qdec ile FreeSurfer Grup Tanımlayıcısı Dosya yaş gibi farklı gruplar ve diğer karıştırıcı değişkenler açıklamasını içerir biraz farklı bir versiyonu, Veri Tablosu (qdec.table.dat) tarafından değiştirilir. Qdec kullanımını ayrıntılı bir açıklaması sağlanmaktadır http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/QdecGroupAnalysis .
L GI Qdec bağımlı değişkenler listesinde mevcut değilse, not, size kendi ev dizininde bulunan Qdecrc dosyasına aşağıdaki satırı eklemeniz gerekir:
MEASURE1 = pial_lgi </ Ol>
5. Analiz
Alternatif olarak, istatistiksel analizler sonunda FreeSurfer 11 entegre kortikal Parselasyon düzeyinde hesaplanan olabilir. Bu amaçla, ortalama l GI değerleri her yarımkürede 34 giral ilgi bölgeler için ayıklanır, ve bu ölçümlerin daha farklı gruplar arasında mukayese edilebilir. Bu parsel-bilge analizi (yukarıda açıklanan vertex akıllıca analiz karşı) istatistiksel karşılaştırmalar miktarını sınırlar gibi çekici olabilir. Ancak, her noktada l GI bir ilgi giral bölgede ortalama l GI de bir ölçüde ilgi komşu bölgelerde gyrification yansıtır ki, çevresindeki dairesel bir alanda gyrification rakamlarla.
Son olarak, bu protokol, Fr sırasında karşılaşılan diğer sorunlar için bir çözüm açıklanan olmasına rağmen en önemli konulardaneeSurfer veya l GI işleme FreeSurfer e-posta listesi (arşivlerinde bulunabilir http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FreeSurferSupport ).
6. Temsilcisi Sonuçlar
1c protokol bölümünde de açıklandığı üzere, her zaman dikkatli bir şekilde l GI hesaplama önce kortikal yüzeylerin yeniden doğruluğunu kontrol etmelisiniz. Frontal ve oksipital lob arasında hareket ederken, gemi ve membran pial yüzey dahil olmadığını özellikle dikkat. Beyaz bir yüzeye doğru gri-beyaz arayüzü aşağıdaki kontrol ediniz. Doğru yeniden yapılanma bir örneği (bütün hacmi için animasyonlu gif şekle bakın) Şekil 2'de verilmiştir.
L Gİ hesaplama sonunda, ayrıca, her konunun her iki yarımkürede sonucu kontrol etmek olacaktır .1 den küçük bir l GI sonucu herhangi bir kortikal alanı olmamalıdır. Protokol ve bu rakam 4 bölüm 3 l GI hesaplama çıkış doğruysa doğru nasıl kontrol edeceğinizi gösteriyor.
Şekil 1: l GI hesaplama Genel Bakış Öncelikle, üç boyutlu kortikal örgü modelleri standart FreeSurfer boru hattı ile ham görüntüleri yeniden inşa edilir. Bu rekonstrüksiyon algoritmaları gömüldü sulkuslar sorunun üstesinden gelmek için başlangıç noktası olarak ikili bir beyaz cevher hacmi kullanın. Kortikal örgü modelleri genellikle yaklaşık 150.000 köşeleri kapsar ve klasik her noktada kortikal kalınlığı hesaplamak için kullanılır. Benzer şekilde, yerel Gyrification Endeksi (l GI) Her köşe hesaplanacaktır. Bu amaçla, bir dış yüzey oluşturulur. Sonra ilgi karşılık gelen dairesel bölgelerin bir dış tespitd kortikal yüzey eşleştirme algoritması kullanarak. Ilgi örtüşen bölgelerde, l GI bireysel haritaların oluşturulması sürecinin sonuçları üreten yaklaşık 800 sonra. Bu haritalar, kolaylıkla yorumlanabilir: 5 araçlarının bir dizin daha kortikal yüzey çevredeki sulkuslar içinde invajine olduğ u 5 kez olduğunu görünür kortikal yüzey miktarı; 1 araçlarının korteks çevresindeki düz olduğunu bir dizin . Son olarak, benzer kortikal kalınlık karşılaştırmalar istatistiksel grup karşılaştırmaları, her köşenin düzeyinde hesaplanır.
Şekil 1B l GI bireysel kortikal haritası. Bu küçük film, Şekil gösterildiği gibi ayrı bir kortikal LGI harita 360 derece dönüş gösterir . 1. Utero yaşam sırasında oluşturulan ilk kat daha yüksek l GI değerleri ile kortikal bölgeleri karşılık unutmayın dikkat çekicidir: sylvian fissür, superior temporal sulkus veFilm traparietal beynin lateral görünümde sulkus ve beynin medial parieto-oksipital sulkus.
Şekil 2. Örnek yeterli kortikal yüzey rekonstrüksiyonu (bir koronal bölümü) yeniden yapılanma süreci sona erdikten sonra, kortikal yüzeylerde doğru tüm beyin hacmi üzerinde doğrulanabilir olmalıdır. Iç kortikal yüzey (beyaz yüzey, görüntü yeşil gösterilir) tam gri-beyaz bir arayüz takip etmelidir. Dış kortikal yüzey, gemi veya membran herhangi bir parça içermemelidir (yani gri-CSF arayüzü, pial yüzey, burada kırmızı ile gösteriliyor). Unutmayın ki, burada sunulan örnek FreeSurfer paketi ile birlikte dağıtılan "bert" özne kullanır.
Şekil 2B. Örnek yeterli kortikal yüzey reconstruction (tam ses) Bu animasyonlu gif resmini FreeSurfer ile en oksipital koronal bölümleri için en ön kaydırma tarafından görülen her koronal bölümünde "bert" özne sol hemisfer kortikal yüzey gösterir. film göster
Şekil 3. L GI işlemi (bir koronal bölümü) bir parçası olarak hesaplanan dış yüzey Örnek l GI hesaplamanın ilk adım yarımkürede saran bir dış yüzeyi yaratılması. Bu yüzey (FreeSurfer olarak gösterilir? H.pial_outer_smoothed) tkmedit kullanılarak kontrol edilebilir. Burada FreeSurfer ile dağıtılan "bert" konu bir örnek olarak kullanılır.
Şekil 3B. Bu animasyonlu gif resmini l GI süreci (tam ses) bir parçası olarak hesaplanan dış yüzeyi örneği.Profil film FreeSurfer tkmedit ile en oksipital koronal bölümleri için en ön kaydırma tarafından görülen her koronal bölümünde sol hemisfer dış yüzeyi gösterir.
Şekil 4. FreeSurfer ile görüntülenebilir doğru l GI çıkış Örnek l GI ile "bert" özne kortikal yüzey Farklı yönlerde kaplanan değerleri. Renk kodu gibi FreeSurfer tksurfer görülen varsayılan "ısı" overlay. En az 1 eşik kullanarak, tüm vertices renkli olmalı ve herhangi bir kortikal alanı ap olmalıdırgri armut. Not, renk kaplama seçeneği tksurfer, minimum ve maksimum değerleri, l GI genel dağıtım histogram yanı sıra aynı zamanda kontrol edilebilir "Overlay Yapılandır" kullanılarak değiştirilebilir .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Yukarıdaki protokol serebral T1-ağırlıklı MRG dayalı yerel Gyrification Endeksi ölçmek ve istatistiksel grup karşılaştırmaları yapmak için nasıl açıklar. Bizim metodumuz, özellikle kortikal genişleme sürecinde erken bozulması lokalize ve özellikle ilgi çekici olan pek çok nörogelişimsel ya da psikiyatrik durumlar gibi dizayn edilmiştir. Grubumuzun 1,12 veya diğerleri 13-16 yayınlarda klinik örneklerde grup karşılaştırmaları örnekleri bulunabilir. Bu süreç iki parametre değiştirilmiş olmasına rağmen, tamamen otomatiktir ve sadece yürütülecek komutu gerektirir.
Ilk değiştirilebilir parametre l Gİ hesaplama düzeyinde ilgi dairesel bölgenin yarıçapını. Yarıçapı 25 mm, yeterli bir çözünürlük korurken, bir defada birden fazla sulkus dahil etmek için seçilmiştir varsayılan ayarı. Bizim doğrulama kağıt t yarıçapının etkisi bir deneybu büyük yarıçapları gösteren kortikal gyrification haritalar, 1 yerel maksimum seyreltme ile kortikal haritalar pürüzsüz eğilimindedir. Klinik çalışmalar için, 20 ve 25 mm arasında bir yarıçap tavsiye ederim.
Ikinci ayarlanabilir parametre istatistiksel analizler düzeyinde yumuşatma miktarı. Sinyal-gürültü oranını artırmak amacıyla, veri, en yakın komşu bir ortalama işlem iteratif istihdam kortikal örgü düzeltti. Kortikal kalınlık çalışmalar bizim gibi (yani veri yerli alanı ölçülür, kortikal yüzey üzerinde aynı veri dağıtım ve yaygın bir çalışma belirli bir şablon ile aynı sulkal tabanlı kayıt tekniği) yarı-maksimum (FWHM tam genişliği kullanmak ile benzer koşullar ) 10 mm (referans için, kortikal kalınlık çalışmalar FreeSurfer geliştiriciler tarafından yazarlarından 17 6mm bir çekirdek, 13mm 18-21 ve 22mm 22,23). Yukarıdaki protokol, 1 FWHM teklifKortikal kalınlık edebiyatının en doğrultusunda tutmak için 0 mm. Ancak kortikal l GI haritaları zaten nispeten pürüzsüz olarak, karşılaştırmalar sonucu ancak yumuşatma varlığı ya da yokluğuna göre değişecektir.
, Ölçüm gyrification ve kalınlığı ortak adımlar yöntemleri uygulanması, her iki önlemleri kortikal morfolojisi farklı özellikleri yansıtan olduğunu vurgulamak istiyorum rağmen. Gyrification yukarıda vurguladığı gibi, çok erken olaylardan etkilenir. Aksine, kortikal kalınlık, çocukluk, ergenlik ve yetişkinlik 24 başlarında sırasında olgunlaşma değişiklikler büyük ölçüde duyarlıdır. Basitleştirilmiş şematik bir bakış, bu tamamlayıcı özelliklerini ölçmek nörogelişimsel bozukluklar 25 patogenezinde anlayışımızı ilerletmek için imkanı sunar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa etmek başka bir şey var.
Acknowledgments
İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (n ° 51AU40_125759) tarafından finanse edilen bu araştırma Yetkinlik Araştırma Ulusal Merkezi (NCCR) "Ruh Hastalıkları Synaptic Bazlar SYNAPSY" tarafından desteklendi. Yerel Gyrification Endeksi Geliştirme Dr. Marie Schaer İsviçre Milli Araştırma Fonu (323500-111165) ve Dr. Stephan Eliez (3.200-063.135,00 / 1, 3.232-063.134,00 / 1, PP0033-102.864 ve 32473B hibeleri tarafından desteklenen -121.996) ve Cenevre-Lozan Üniversitelerin Biyomedikal Görüntüleme (CIBM) Merkezi ve EPFL yanı sıra vakıflar Leenaards ve Louis-Jeantet. FreeSurfer yazılım geliştirme için destek Ulusal Araştırma Kaynakları Merkezi (P41-RR14075 ve NCRR BIRN Morfometrik Projesi BIRN002, U24 RR021382), Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Ulusal Enstitüsü (R01 EB001550, R01EB006758), kısmen sağlanmıştır Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve Felç Enstitüsü (R01 NS052585-01) yanı sıra, Ruh Hastalıkları ve Nörobilim Discovery (ZİHİN) Enstitüsü ve Tıbbi Araştırma NIH Yol Haritası, Hibe U54 ile Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edilen Ulusal Tıbbi Görüntü Computing için İttifak (hemodinamik), bir parçası EB005149. Ek destek Ellison Tıp Vakfı tarafından finanse edilen Otizm ve Disleksi Project tarafından sağlanmıştır.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material: a Unix or Mac workstation with a processor of 2GHz or faster and a minimum of 4GB of RAM, with FreeSurfer installed (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki, preferably the latest version, but no older than version 4.0.3). In order to compute the local Gyrification Index, MATLAB is also required (http://www.mathworks.com/) along with the Image Processing Toolbox. | |||
| Data: A sample of good quality (high-resolution, high contrast) cerebral MRI T1-weighted dataset. Your group of subjects must be preferably matched for age and gender. Given the normal inter-individual variability in cerebral morphology, the number of subjects in each group should be sufficient to identify an existing group difference (the more - the better). A reasonable minimum sample size would be around 20 subjects per group (although you can probably go for less if the intensity of changes is large and if your groups are tightly matched for gender and age). | |||
| FreeSurfer | Martinos Center for Biomedical Imaging, MGH | Version newer than 4.0.3 | |
| Matlab | Mathworks | Image Processing Toolbox | |
References
- Schaer, M. A surface-based approach to quantify local cortical gyrification. IEEE. Trans. Med. Imaging. 27, 161-170 (2008).
- Mangin, J. F., Jouvent, E., Cachia, A. In-vivo measurement of cortical morphology: means and meanings. Curr. Opin. Neurol. 23, 359-367 (2010).
- Mangin, J. F. A framework to study the cortical folding patterns. Neuroimage. 23, Suppl 1. S129-S138 (2004).
- Luders, E. A curvature-based approach to estimate local gyrification on the cortical surface. Neuroimage. 29, 1224-1230 (2006).
- Zilles, K., Armstrong, E., Schleicher, A., Kretschmann, H. J. The human pattern of gyrification in the cerebral cortex. Anat. Embryol. (Berl). 179, 173-179 (1988).
- Rakic, P. Specification of cerebral cortical areas. Science. 241, 170-176 (1988).
- Toro, R. Brain size and folding of the human cerebral cortex. Cereb. Cortex. 18, 2352-2357 (2008).
- Fischl, B., Sereno, M. I., Dale, A. M. Cortical surface-based analysis. II: Inflation, flattening, and a surface-based coordinate system. Neuroimage. 9, 195-207 (1999).
- Dale, A. M., Fischl, B., Sereno, M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. Neuroimage. 9, 179-194 (1999).
- Genovese, C. R., Lazar, N. A., Nichols, T. Thresholding of statistical maps in functional neuroimaging using the false discovery rate. Neuroimage. 15, 870-878 (2002).
- Desikan, R. S. An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyral based regions of interest. Neuroimage. 31, 968-980 (2006).
- Schaer, M. Congenital heart disease affects local gyrification in 22q11.2 deletion syndrome. Dev. Med. Child. Neurol. 51, 746-753 (2009).
- Palaniyappan, L., Mallikarjun, P., Joseph, V., White, T. P., Liddle, P. F. Folding of the Prefrontal Cortex in Schizophrenia: Regional Differences in Gyrification. Biol. Psychiatry. , (2011).
- Zhang, Y. Decreased gyrification in major depressive disorder. Neuroreport. 20, 378-380 (2009).
- Juranek, J., Salman, M. S. Anomalous development of brain structure and function in spina bifida myelomeningocele. Dev. Disabil. Res. Rev. 16, 23-30 (2010).
- Zhang, Y. Reduced cortical folding in mental retardation. AJNR. Am. J. Neuroradiol. 31, 1063-1067 (2010).
- Kuperberg, G. R. Regionally localized thinning of the cerebral cortex in schizophrenia. Archives of general psychiatry. 60, 878-888 (2003).
- Milad, M. R. Thickness of ventromedial prefrontal cortex in humans is correlated with extinction memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 10706-10711 (2005).
- Rauch, S. L. A magnetic resonance imaging study of cortical thickness in animal phobia. Biol. Psychiatry. 55, 946-952 (2004).
- Fjell, A. M. Selective increase of cortical thickness in high-performing elderly--structural indices of optimal cognitive aging. Neuroimage. 29, 984-994 (2006).
- Walhovd, K. B. Regional cortical thickness matters in recall after months more than minutes. Neuroimage. 31, 1343-1351 (2006).
- Gold, B. T. Differing neuropsychological and neuroanatomical correlates of abnormal reading in early-stage semantic dementia and dementia of the Alzheimer type. Neuropsychologia. 43, 833-846 (2005).
- Salat, D. H. Thinning of the cerebral cortex in aging. Cereb. Cortex. 14, 721-730 (2004).
- Schaer, M., Eliez, S. Contribution of structural brain imaging to our understanding of cortical development process. European Psychiatry Reviews. 2, 13-16 (2009).
- Shaw, P. Neurodevelopmental trajectories of the human cerebral cortex. J. Neurosci. 28, 3586-3594 (2008).
