резюме: Дослідники розробили OpenNeuro Average (onavg), новий шаблон кортикальної поверхні, який покращує точність і ефективність аналізу даних нейровізуалізації.
Ця модель заснована на 1031 мозку, що забезпечує більш послідовну та менш упереджену карту порівняно з попередніми моделями. Це також дозволяє краще використовувати дані, що є критичним для досліджень з обмеженими наборами даних.
Очікується, що шаблон onavg матиме широке застосування в когнітивній та клінічній нейронауці.
Ключові факти:
- Стандартизований зразок: Усереднення зразків по ділянках мозку виконує однакові процеси, що зменшує зміщення.
- Ефективність даних: Для точного аналізу потрібно менше даних, що допомагає дослідженням з обмеженими наборами даних.
- Широке застосування: Корисно для дослідження зору, мови та нейродегенеративних захворювань.
джерело: Дартмутський коледж
Людський мозок відповідає за такі важливі функції, як сприйняття, пам’ять, мова, мислення, свідомість та емоції.
Щоб зрозуміти, як працює мозок, вчені часто використовують нейровізуалізацію, щоб реєструвати мозкову активність учасників, коли мозок виконує завдання або перебуває у спокої. Функції мозку систематично регулюються корою головного мозку, яка є зовнішнім шаром мозку людини.
Дослідники часто використовують так звану «модель кортикальної поверхні» для аналізу даних нейровізуалізації та вивчення функціональної організації людського мозку.
Кожен мозок має різну форму. Щоб проаналізувати дані нейровізуалізації від кількох людей, дослідникам необхідно зареєструвати дані в одному шаблоні мозку, дозволяючи ідентифікувати одне й те саме анатомічне розташування в різних мозку, навіть якщо мозок має різну форму. Ці сайти відомі як «піки».
За останні 25 років було зроблено кілька ітерацій цих шаблонів, і найбільш широко використовуваний шаблон кортикальної поверхні сьогодні базується на даних, зібраних з 40 головного мозку.
Тепер дослідникам з Дартмута вдалося створити новий шаблон кортикальної поверхні під назвою «OpenNeuro Average» або скорочено «onavg», який забезпечує більшу точність і ефективність аналізу даних нейровізуалізації.
Результати були опубліковані в Методи природи.
«Наш шаблон кортикальної поверхні, onavg, є першим, який однаково пробує різні частини мозку», — говорить провідний автор Фейлонг Ма, докторант і співробітник лабораторії Хаксбі Департаменту психології та наук про мозок у Дартмуті. «Це менш упереджена карта та більш ефективна з точки зору обчислень».
Команда створила шаблон на основі коркової анатомії 1031 мозку з 30 наборів даних у OpenNeuro, безкоштовній платформі з відкритим кодом для обміну даними нейровізуалізації. За словами співавторів, це також перший шаблон кортикальної поверхні, заснований на геометрії мозку.
На відміну від цього, попередні шаблони відбирали різні частини кори нерівномірно та покладалися на форму, подібну до кулі, щоб знайти кортикальні вершини, що призвело до зміщень у розподілі вершин.
З шаблоном onavg для аналізу потрібно менше даних.
«Отримання даних за допомогою нейровізуалізації є дуже дорогим, і для деяких клінічних популяцій — наприклад, якщо ви вивчаєте рідкісні захворювання — може бути важко або неможливо отримати велику кількість даних», — каже Фелонг.
«Завдяки більш ефективному використанню даних наш шаблон може підвищити відтворюваність і відтворюваність результатів в академічних дослідженнях».
«Я вважаю, що onavg є методологічним прогресом, який має широке застосування в усіх аспектах когнітивної та клінічної нейронауки», — каже співавтор Джеймс Хаксбі, професор кафедри психології та наук про мозок і колишній директор Центру когнітивної нейронауки в Дартмуті. .
Він каже, що їхній шаблон кортикальної поверхні може бути використаний у дослідженнях зору, слуху, мови та індивідуальних відмінностей, а також у таких розладах, як аутизм і нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера та Паркінсона.
«Ми вважаємо, що це матиме широкий і глибокий вплив на сферу діяльності», — каже Хаксбі. Також у дослідженні взяли участь Цзяхуй Го, колишній докторант із психології та наук про мозок та доцент Школи поведінкових наук та наук про мозок Техаського університету в Далласі, і Марія Іда Гобіні, доцент кафедри Медичні та хірургічні науки в Болонському університеті.
Про новини досліджень картування мозку
автор: Емі Олсон
джерело: Дартмутський коледж
спілкування: Емі Олсон – Дартмутський коледж
картина: Зображення взято з Neuroscience News
Оригінальний пошук: Відкритий доступ.
“Шаблон кортикальної поверхні для нейронауки людини“Автор Фейлонг Ма та ін.” Методи природи
підсумок
Шаблон кортикальної поверхні для нейронауки людини
Аналіз даних нейровізуалізації ґрунтується на нормалізації стандартних анатомічних шаблонів для вирішення основних анатомічних відмінностей між мозками. Сучасні шаблони поверхні кори головного мозку людини нерівномірно розташовують зразки через викривлення в результаті надування кори, складеної до стандартної форми.
Тут ми представляємо шаблон onavg, який забезпечує рівномірну вибірку кори головного мозку.
Ми створили шаблон onavg на основі загальнодоступних високоякісних структурних сканувань 1031 головного мозку – у 25 разів більше, ніж існуючі коркові шаблони. Ми оптимізували розташування вершин на основі анатомії кори головного мозку, досягнувши рівномірного розподілу.
Ми постійно спостерігали за точністю класифікації багатоваріантних шаблонів і кореляціями між учасниками в репрезентативній геометрії на основі onavg порівняно з іншими шаблонами, і onavg потребує лише трьох чвертей даних, щоб досягти такої ж продуктивності, як і в інших шаблонах.
Покращена вибірка також зменшує час ЦП для алгоритмів на 1,3%–22,4% завдяки меншій варіації кількості вершин у кожному прожекторі.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
