Developing and validating an elderly brain template: A comprehensive comparison with MNI152 for age-specific neuroimaging analyses
Notice bibliographique
Résumé
• An elderly MRI template was built from 90 OASIS-1 scans matched to 2020 census data. • The template was validated on 282 IXI scans and compared with the MNI152 template. • It showed higher CC and lower MSE after age 60, reflecting brain atrophy patterns. • Dice scores improved by 1–4 % in the caudate, thalamus, hippocampus, and amygdala. • The template and code are available on GitHub/Zenodo for reproducible research. The Montreal Neurological Institute 152 (MNI152) brain template, constructed from young adult brains, may not accurately represent older age–specific morphological changes. Accordingly, we developed and validated the new Elderly template. MRI scans from 90 OASIS-1 participants, matching Japanese census demographics, were used to construct the Elderly template. Spatial normalization accuracy was compared with that of the MNI152 in the IXI dataset. Following UK Biobank–based intracranial volume quality control (±2 SD; 1232–1850 mL), 282 of 313 scans from individuals aged 20–80+ years were included. Whole-brain similarity was assessed with cross-correlation (CC), mean-squared error (MSE), and 3D structural similarity index measure (3D-SSIM). Dice coefficients were computed for white matter (WM), gray matter (GM), cerebrospinal fluid (CSF), and seven subcortical regions. Generalized linear models were used to test the Age × Template interactions (β₃). Significant Age × Template interactions were observed for CC and MSE ( p < 0.001); 3D-SSIM showed a positive but non-significant trend. Dice analyses mirrored this pattern: WM and GM showed minor differences between templates, and the Dice coefficient was parallel. CSF showed a sharp difference at the age ≥60 years. The largest interaction effects (≈1–4 % gain) occurred in the caudate, thalamus, hippocampus, and amygdala, whereas the brainstem, pallidum, and putamen showed minimal differences between templates. The Elderly template more accurately reflects older age–specific morphological changes and enhances spatial normalization accuracy, compared with the MNI152 template. This improvement suggests advancements in age-specific analyses and neurodegenerative disease research, enabling clinical applications.
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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 | 0,012 | 0,024 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,003 |
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 ».