Umfassende Analyse der direkten funktionalen Konnektivität im visuellen Hirnnetzwerk

Основні поняття

Die Studie untersucht die Eigenschaften positiver und negativer funktionaler Konnektivität im visuellen Hirnnetzwerk, um ein besseres Verständnis der neuronalen Interaktionen im Gehirn während visueller Aufgaben zu erlangen.

Анотація

Die Studie analysiert die funktionale Konnektivität (FC) im visuellen Hirnnetzwerk (VBN) unter Verwendung des öffentlich verfügbaren BOLD5000-Datensatzes. Dafür werden sowohl die marginale Korrelation (MC) als auch die partielle Korrelation (PC) zwischen den fMRT-Zeitreihen der aktiven Voxel berechnet, um konsistent starke und direkte Netzwerkverbindungen zu identifizieren.

Die Ergebnisse zeigen, dass das VBN mit positiver Konnektivität (FC+) dichter und mit kürzeren Pfadlängen ist als das VBN mit negativer Konnektivität (FC-). Außerdem sind die Knoten mit den höchsten Zentralitätswerten in FC- räumlich stärker verteilt als in FC+.

Darüber hinaus werden die VBNs, die aus bildkomplexitätsspezifischen Zeitreihen konstruiert wurden, klassifiziert. Dabei zeigt sich, dass die graphischen Merkmale der VBNs für Bilder unterschiedlicher Komplexität (ImageNet, COCO, SUN) deutlich unterscheidbar sind. Die Klassifikationsgenauigkeit liegt zwischen 86,5% und 91,5% für FC+ und zwischen 84,25% und 89,5% für FC-.

Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung, sowohl positiv als auch negativ korrelierte Netzwerke zu untersuchen, um ein umfassendes Verständnis der visuellen Informationsverarbeitung im Gehirn zu erlangen.

Статистика

Die durchschnittliche Distanz zwischen den Knoten ist in den negativ korrelierten Netzwerken (FC-) signifikant größer als in den positiv korrelierten Netzwerken (FC+).
Die Dichte ist in FC+ höher als in FC-.
Die Pfadlänge ist in FC+ kürzer als in FC-.

Цитати

"Die Ergebnisse nicht nur die unterscheidenden graphischen Eigenschaften jedes bildkomplexitätsspezifischen VBN widerspiegeln, sondern auch die Bedeutung des Studiums sowohl positiv korrelierter als auch negativ korrelierter VBN, um zu verstehen, wie das Gehirn beim Betrachten von Bildern unterschiedlicher Komplexität unterschiedlich funktioniert."
"Größere Abstände, die in FC- auftreten, werden hauptsächlich in homologen Hirnregionen in der linken und rechten Hemisphäre beobachtet. Keine negative Korrelation zwischen homologen Hirnregionen wird in FC- beobachtet."

Ключові висновки, отримані з

Towards understanding the nature of direct functional connectivity in visual brain network

by Debanjali Bh... о arxiv.org 03-19-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.11480.pdf

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