图论在静息态和动态脑连接评估中的应用:构建脑网络的方法
文献来源:Yu Q, Du Y, Chen J, et al. Application of graph theory to assess static and dynamic brain connectivity: Approaches for building brain graphs[J]. Proceedings of the IEEE, 2018, 106(5): 886-906.
人脑的连接是复杂的,包括功能连接和结构连接。基于图论的分析已经成为分析脑成像数据的一种强大而流行的方法,这主要是因为它有可能定量地阐明网络、结构和功能的静态结构、随时间变化的动态行为组织以及与疾病相关的脑变化。创建脑网络的第一步是定义连接它们的节点和连边,本文回顾了许多定义脑节点的方法,包括固定的节点和数据驱动的节点。扩展了大多数静息态/单模态脑连接研究的视角,阐述了构建动态和多模态脑网络的先进方法以及这些方法的性能。展示了来自健康对照组和精神疾病患者的模拟的和真实数据的结果。最后,概述了这些不同技术的优势和挑战。通过对近年来基于图论的脑成像数据分析研究的总结和考察,为探索复杂脑网络提供了新的有力工具。
1.引言
利用最先进的无创脑成像技术对脑功能进行表征和定量研究已经成为了神经科学最重要的方法之一。例如,磁共振成像(MRI)研究表明,脑区不仅在结构上是相互连接的,而且在执行认知任务、甚至在静息状态下也是功能相关