Analysis of brain structural connectivity networks and white matter integrity in patients with mild cognitive impairment
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Mild cognitive impairment (MCI) is considered a prodromal phase of Alzheimer’s disease (AD) and patients with MCI convert to AD at a rate of about 10–15% per year. Because of this high conversion rate to AD, studies of MCI may yield insight into early pathological changes in AD. Here, we used a novel approach to analyze structural connectivity and white matter (WM) integrity using fractional anisotropy (FA), intra‐cellular (IC), extra‐cellular (EC), and isotropic (ISO) maps between patients with MCI and healthy controls (HC). Method Thirty‐two HC (age mean ± S.D. = 69 ± 6 years; 22 females) and 20 MCI (71 ± 9 years; 7 females) were included in this study. All subjects completed the Mini‐Mental State Exam (MMSE) and the Montreal Cognitive Assessment (MoCA). Multi‐shell DTI were download from ADNI (http://adni.loni.usc.edu/). Pre‐processing was performed by Mrtrix3, FSL, and ANTs. Tractography was performed with 5 million seeds using the iFOD2 algorithm. Connectome was generated from the Desikan‐Killiany parcellation file and was subsequently filtered using the COMMIT2 algorithm. A three‐compartment Stick‐Zeppelin‐Ball model was used to create the IC, the EC, and the ISO compartments, respectively. Statistical analyses (ANCOVA) were performed by connectomestats (Mrtrix3), randomise (FLS), and by an in‐house Matlab script for Spearman’s correlations. Result The two groups did differ in MMSE and MoCA (Mann–Whitney U test: Z=2.031; p=0.021; Z=1.683; p=0.046, respectively). Differences between HC and MCI were found principally in the fornix for FA and in several WM areas for IC and ISO (Figure 1, Table 1). Connectometry analysis found differences between groups in two distinct tracts: Tract#1 between the left‐lateraloccipital and the left‐insula (t=4.25, p=0.023) and Tract#2 between the left‐middletemporal and the left‐parsopercularis (t=3.34, p=0.013) (Figure 2). Figure 3 and Table 2 show the results for the correlations between DTI metrics and the neurological scores. Conclusion In this study, by using a multi‐shell diffusion MRI acquisition and robust processing of DTI data, we detected alterations in WM integrity and structural connectivity in MCI subjects. Our results demonstrate the potential of these advanced diffusion MRI methods as biomarkers to distinguish MCI and HC.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».