Omega Entropy from brain functional MRI is differentially associated with Cognitive performance
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Resting-state functional MRI (rs-fMRI) connectivity has been widely studied, but grasping the complexity of brain activity has been difficult. Dimensional complexity measures like Omega Entropy (Ω) are based on Eigenvalue (EV) spectrum analyses and can be used to estimate the complexity of rs-fMRI brain activity. A low Ω infers stronger coherence of brain activity, while a high Ω infers less coherence. We attempt to understand the association between Ω and cognitive performance, in an older age cohort. METHOD: We selected a sample of participants from the Michigan Alzheimer's Disease Research Center (P30AG072931) University of Michigan Memory and Aging Project longitudinal cohort (n = 132, 88 female, 93 White, 37 Black/African American, ages 73 ± 6.4 years) comprised of individuals ranging from cognitively normal (n = 86) to mild cognitive impairment (n = 18) and Alzheimer's disease (n = 28). All participants underwent baseline rs-fMRI and the National Alzheimer's Coordinating Center Uniform Data Set cognitive test battery, including the mental status measure, Montreal Cognitive Assessment (MoCA), and the Hopkins Verbal Learning Test (HVLT), a list-learning memory test. Pearson correlations between cognitive scores of MoCA and HVLT, and Ω measures of the brain networks from the rrAD420 atlas were carried out. Significance was set at p <0.05 after corrections using the Bonferroni method. RESULT: HVLT total learning z-scores were negatively correlated with Default Mode Network (DMN) Ω (r = -0.3, p = 0.005) and positively correlated with the limbic system Ω (r = 0.37, p = 0.009). HVLT delayed recall z-scores were negatively correlated with DMN Ω (r = -0.25, p = 0.019). MoCA total scores were negatively correlated with DMN Ω (r = -0.21, p = 0.015). CONCLUSION: Higher cognitive scores in HVLT and MoCA were associated with lower DMN Ω, while higher HVLT total recall scores were associated with higher Ω in the limbic system. These results suggest more coherent brain activity in the DMN and less coherent activity in the Limbic system are associated with better cognitive performance. Our previous findings suggest Ω generally increases as we age, so especially the differential effect in the limbic system warrants further research. Overall Ω shows promise as a descriptor of cognitive states and needs to be further evaluated.
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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 | 0,004 |
| 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 | 0,001 | 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 ».