Human Brain Development: a cross-sectional and longitudinal study integrating multiple neuromorphological features
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Brain maturation studies typically examine relationships linking a single morphometric feature with aspects of cognition, behavior, age, or other demographic characteristics. However, the coordinated spatiotemporal arrangement of morphological features across development and their associations with behavior are unclear. Here, we examine covariation across multiple cortical features (cortical thickness [CT], surface area [SA], local gyrification index [GI], and mean curvature [MC]) using magnetic resonance images from the long-running National Institute of Mental Health developmental cohort (ages 5-25). Neuroanatomical covariance was examined using non-negative matrix factorization (NMF), which decomposes covariance resulting in a parts-based representation. Cross-sectionally, we identified six components of covariation which demonstrate differential contributions of CT, GI, and SA in hetero- vs. unimodal areas. We sought to use this technique longitudinally to examine covariance in rates of change, which highlighted a preserved SA in unimodal areas and changes in CT and GI in heteromodal areas. Using behavioral partial least squares (PLS), we identified a single latent variable (LV; 96 % covariance explained) that recapitulated patterns of reduced CT, GI, and SA that are generally related to older age, with limited contributions of IQ and SES. Longitudinally, PLS revealed three LVs that demonstrated a nuanced developmental pattern that highlighted a higher rate of maturational change in SA and CT in higher IQ and SES females. This novel characterization of brain maturation provides an important understanding of the interdependencies between morphological measures, their coordinated development, and their relationship to biological sex, cognitive ability, and the resources of the local environment. Significance The complex anatomy of the cortical sheet is best characterized using multiple morphometric characteristics. We expanded on recent developments in matrix factorization to identify spatial patterns of covariance across the cortical sheet. Using a large, well-characterized dataset, we examined the differential contributions of neuroanatomical features to cortical covariation in a single analytical framework using both cross-sectional and longitudinal data. We identified dominant modes of covariance between cortical morphometric features and their coordinated pattern of change, demonstrating sexually differentiated patterns and a strong association with variability in age, socioeconomic status, and cognitive ability. This novel characterization of cortical morphometry provides an important understanding of the interdependencies between neuroanatomical measures in the brain and behavioral development context.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».