Episode-specific cortical functional connectome reorganization and neurobiological correlates in bipolar disorder: a cross-sectional study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Bipolar disorder (BD) is a heterogeneous psychiatric condition characterized by distinct episodes: manic (BipM), depressive (BipD), mixed (mBD), and remission (rBD). Current evidence indicates alterations in brain functional connectivity in BD, yet a comprehensive understanding across all episodes remains incomplete. METHODS: Here, to investigate how different BD episodes alter brain functional organization, we calculated the sensory-association axis using diffusion map embedding on the functional connectome matrix and compared this axis between the four BD groups and neurotypical controls. Then, we employed regression dynamic causal modeling to investigate the directional information flow along the reorganized sensory-association axis across different BD episodes. Furthermore, we applied Nested Spectral Partitioning to decode functional integration and segregation along the same axis. Finally, we compared the reorganization patterns with normative maps of clinical symptomatology, cellular composition, and receptor distribution to elucidate symptom-related and molecular-level associations. RESULTS: Compared to healthy controls, we observed sensory region expansion and association region compression in BipM, BipD, and rBD. The mBD showed expanded visual and prefrontal regions but compressed motor and precuneus regions. Analyzing neural information flow revealed reduced connectivity in association regions for BipM and BipD, indicating association dominance in functional reorganization. Conversely, mBD exhibited heightened bidirectional signal flow between sensory and association regions, emphasizing increased integrative processing. Network analyses further revealed increased integration and decreased segregation across unipolar episodes, with the highest integration in mBD. Clinical correlations highlighted that emotional fluctuations primarily related to association region reorganization, suggesting potential biomarkers for mood episode detection. Moreover, these functional reorganizations spatially correlated with serotonin transporter, gamma-aminobutyric acid type A receptor, alpha-4-beta-4 nicotinic acetylcholine receptor, and specific cortical neuron layers (layer 4 and layer 5 excitatory neurons). CONCLUSIONS: Our findings propose functional reorganization as both a biomarker and a simplified neural phenotype framework for systematically quantifying BD-related neural abnormalities.
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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) | 0,002 | 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 ».