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2024-07-16 18:19:04
皮質全体の頂点特性の変動。a、頂点間距離で測定した fsavg、fslr、onavg の頂点分布。b、fsavg、fslr、onavg の 20 mm サーチライトにおける頂点間距離、頂点面積、頂点数の標準偏差。c、クラシック サーフェス テンプレートは、元の解剖学的表面を完全に膨張させて得られた球面に基づいて皮質表面をサンプリングします。これらのテンプレートでは、頂点の分布は球面 (右) ではほぼ均一ですが、膨張によって生じた幾何学的歪みのため、解剖学的表面 (左) では均一とはほど遠いです。同じ色 (赤/緑、拡大表示でも同様) の頂点は、2 つの表面で相同です。クレジット: Nature Methods (2024)。DOI: 10.1038/s41592-024-02346-y
人間の脳は、知覚、記憶、言語、思考、意識、感情などの重要な機能を担っています。
脳の働きを理解するために、科学者はよく 神経画像 被験者の脳がタスクを実行しているときや休息しているときの脳活動を記録する。脳の機能は、 大脳皮質人間の脳の外側の層。研究者は「皮質」と呼ばれるものを使うことが多い。 表面 神経画像データを分析し、人間の脳の機能的組織を研究するための「モデル」です。
脳はそれぞれ形が異なります。複数の個人の神経画像データを分析するには、研究者はデータを同じ脳テンプレートに登録する必要があります。これにより、脳の形が異なっていても、異なる脳上の同じ解剖学的位置を特定できます。これらの位置は「頂点」と呼ばれます。
過去 25 年間で、このようなテンプレートは何度も改良されてきましたが、現在最も一般的に使用されている皮質表面テンプレートは、40 個の脳から収集されたデータに基づいています。
現在、ダートマス大学の研究者らは、「OpenNeuro Average」、略して「onavg」と呼ばれる新しい皮質表面テンプレートを作成した。これにより、神経画像データの分析の精度と効率が向上する。
調査結果は 出版された Nature Methods誌に掲載。
「私たちの皮質表面テンプレート onavg は、脳のさまざまな部分を均一にサンプリングした初めてのものです」と、ダートマス大学心理学・脳科学部のハックスビー研究室のポスドク研究員でメンバーでもある筆頭著者のフェイロン・マー氏は言う。「これは、より偏りが少なく、計算効率の高いマップです。」
研究チームは、神経画像データを共有するための無料のオープンソースプラットフォームである OpenNeuro の 30 のデータセットから 1,031 個の脳の皮質解剖に基づいてテンプレートを構築しました。共著者によると、これは脳の幾何学的形状に基づいた初の皮質表面テンプレートでもあります。
対照的に、以前のテンプレートは皮質のさまざまな部分を不均一にサンプリングし、球状の形状に基づいて皮質頂点の位置を定義していたため、頂点の分布に偏りが生じていました。
onavg テンプレートを使用すると、分析に必要なデータが少なくなります。
「神経画像診断でデータを取得するのは非常に費用がかかり、一部の臨床集団、例えば、 希少疾患「大量のデータを取得するのは困難または不可能な場合があるため、より少ないデータでより良い結果にアクセスできることは強みです」とフェイロン氏は言います。「より効率的なデータ使用により、私たちのテンプレートは学術研究における結果の再現性と再現性を高める可能性があります。」
「onavg は認知および臨床神経科学のあらゆる側面に幅広く応用できる方法論的進歩であると思います」と、ダートマス大学心理・脳科学学部の教授で認知神経科学センターの元所長である共著者のジェームズ・ハクスビー氏は言う。
彼は、皮質表面テンプレートは視覚、聴覚、言語、 個々の違い、自閉症などの障害や、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患にも影響を与えます。
「この研究は、この分野に広く深い影響を与えると考えています」とハクスビー氏は言う。
元心理学および脳科学の博士研究員でテキサス大学ダラス校行動・脳科学学部助教授のジアフイ・グオ氏と、ボローニャ大学医学外科学部准教授のマリア・イダ・ゴッビニ氏もこの研究に貢献した。
詳しくは：
Ma Feilong 他「ヒト神経科学のための皮質表面テンプレート」Nature Methods (2024)。 DOI: 10.1038/s41592-024-02346-y
によって提供された
ダートマス大学
引用: 人間の脳の新しいテンプレートが神経画像データの解析を強化 (2024 年 7 月 16 日) 2024 年 7 月 16 日に https://medicalxpress.com/news/2024-07-template-human-brain-neuroimaging-analysis.html から取得
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#人間の脳の新しいテンプレートが神経画像データの解析を強化