Connectome-wide structure-function coupling models implicate polysynaptic alterations in autism
Notice bibliographique
Résumé
Autism spectrum disorder (ASD) is one of the most common neurodevelopmental diagnoses. Although incompletely understood, structural and functional network alterations are increasingly recognized to be at the core of the condition. We utilized multimodal imaging and connectivity modeling to study structure-function coupling in ASD and probed mono- and polysynaptic mechanisms on structurally-governed network function. We examined multimodal magnetic resonance imaging data in 80 ASD and 61 neurotypical controls from the Autism Brain Imaging Data Exchange (ABIDE) II initiative. We predicted intrinsic functional connectivity from structural connectivity data in each participant using a Riemannian optimization procedure that varies the times that simulated signals can unfold along tractography-derived personalized connectomes. In both ASD and neurotypical controls, we observed improved structure-function prediction at longer diffusion time scales, indicating better modeling of brain function when polysynaptic mechanisms are accounted for. Prediction accuracy differences (∆prediction accuracy) were marked in transmodal association systems, such as the default mode network, in both neurotypical controls and ASD. Differences were, however, lower in ASD in a polysynaptic regime at higher simulated diffusion times. We compared regional differences in ∆prediction accuracy between both groups to assess the impact of polysynaptic communication on structure-function coupling. This analysis revealed that between-group differences in ∆prediction accuracy followed a sensory-to-transmodal cortical hierarchy, with an increased gap between controls and ASD in transmodal compared to sensory/motor systems. Multivariate associative techniques revealed that structure-function differences reflected inter-individual differences in autistic symptoms and verbal as well as non-verbal intelligence. Our network modeling approach sheds light on atypical structure-function coupling in autism, and suggests that polysynaptic network mechanisms are implicated in the condition and that these can help explain its wide range of associated symptoms.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».