線維構造情報形成同期マッピングを用いた脳白質における機能活性の検出【JST・京大機械翻訳】

Zhao, Y.; Gao, Y.; Zu, Z.; Li, M.; Schilling, K.; Anderson, A.; Ding, Z.; Gore, J.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202215929385536 整理番号：22P0316247

線維構造情報形成同期マッピングを用いた脳白質における機能活性の検出【JST・京大機械翻訳】

Detection of functional activity in brain white matter using fiber architecture informed synchrony mapping

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発行年： 2022年02月25日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年02月25日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

一般的線形モデルはfMRIデータを解析するために広く使用され,その中で神経刺激に応答して誘発された灰白質(GM)における血液酸素化レベル依存性(BOLD)シグナルは,先験的に得られた正準血液動態応答関数(HRF)と予想される神経活動の経時変化を畳み込むことによりモデル化される。脳活動のマップは局所BOLD応答の大きさを反映する。しかしながら,白質(WM)におけるBOLD信号の検出は,BOLD信号が弱く,HRFが異なるため,より挑戦的であり,脳を越えて変化する可能性がある。ここでは,WMファイバにおけるBOLD信号同期のタスク誘起増加を測定することにより,WMにおけるBOLD信号の変化を検出するモデルフリーアプローチを提案した。提案アプローチは,機能的タスクに応じて,関連ファイバにおけるBOLD信号が刺激誘起神経活動により変調され,その大きさが有意な変化がない場合でも,静止状態で測定した時よりもより大きな同期性を示すという簡単な仮定に依存する。このアプローチを2つの技術的段階で実行した。最初に,各ボクセルに対して,拡散イメージングデータから構築された配向分布関数を用いて,ファイバアーキテクチャ形成空間ウィンドウを作成した。これは,類似の局所繊維アーキテクチャを共有するWMの近傍を定義するための基礎を提供する。第二に,修正主成分分析(PCA)を用いて,各空間ウィンドウにおけるBOLD信号の同期性を推定した。提案手法は,グループレベルでヒトコネクトームプロジェクト(HCP)から3T fMRIデータセットを用いて検証される。結果は,高い感度と再現性のタスクに従事するWM繊維内のfMRI信号同期性の増加として,神経活動を確実に検出できることを証明した。【JST・京大機械翻訳】

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NMR一般 , 中枢神経系

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