Brain functional connectivity in regions that exhibit age-related cortical thinning (2018)
- Authors:
- Autor USP: VIEIRA, BRUNO HEBLING - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 591
- Subjects: ENVELHECIMENTO; QUALIDADE DE VIDA; CÉREBRO; MORFOLOGIA (ANATOMIA)
- Keywords: Aging; Atrofia; Atrophy; Brain; Cérebro; Conectividade funcional; Envelhecimento; Functional connectivity; MRI
- Language: Inglês
- Abstract: O cérebro envelhece, e com isso vêm à tona alterações em sua micro e macroestrutura que se refletem em sua morfologia e funcionamento. Mudanças na estrutura cerebral e acoplamento funcional entre suas regiões podem ser averiguadas através da neuroimagem, e, mais especificamente, imagem por ressonância magnética (IRM). Usando dados de IRM das duas etapas (Pilot and Enhanced) do Nathan Kline Institute Rockland Sample (NKI-RS), totalizando 613 participantes destros, livres de doenças neurodegenerativas, com idade entre 18 e 85 anos, medimos parâmetros de substância cinzenta como volume, espessura, e área de superfície corticais, e também volume de estruturas subcorticais. Também medimos conectividade funcional cortico-cortical, definida como o coeficiente de correlação de Pearson, coeficiente de correlação parcial de Pearson, causalidade instântanea de Granger e causalidade de Granger bivariadas, e coerência parcial direcionada generalizada (GPDC). A GPDC foi medida em cinco frequências entre quatro pares de regiões que demonstraram a mais forte evidência para diminuição da espessura cortical linearmente, medido pela estatística-t associada, e suas alterações ao longo do envelhecimento foram estudadas usando uma abordagem multivariada baseada na Regressão de Dirichlet. Também estudamos associações espaciais entre padrões de alterações morfométricas e na conectividade. Reproduzimos a atrofia generalizada devido à idade reportada na literatura no volume cortical (90% dasestruturas estudadas), área de superfície (68%) e espessura (90%), e atrofia volumétrica de várias estruturas subcorticais. Observamos uma associação positiva na distribuição conjunta do valor esperado da espessura cortical aos 18 anos de idade e a redução percentual anual na espessura cortical. Mostramos, ao projetar ambos em seus eixos principais e analizar a distribuição espacial desses índices, que a primeira componente principal correlaciona-se com a granularidade neocortical enquanto que a segunda componente principal representa o tipo cortical. Sobre a conectividade funcional, colhemos evidências para um aumento geral no coeficiente de correlação de Pearson (6% das conexões no Pilot NKI-RS e 2% no Enhanced NKI-RS), com menor proporção de decréscimos (0.1% no Pilot NKI-RS e 0.3% no Enhanced NKI-RS). O coeficiente de correlação parcial de Pearson entre 12 de 65 pares de regiões homotópicas demonstra um padrão de declínio com a idade, sugerindo desconexão inter-hemisférica. No entanto, a causalidade preditiva, como medida através de ambas as métricas de causalidade de Granger, não aparenta o mesmo grau de mudanças observado nas medidas correlacionais. Observamos aumentos na GPDC de várias regiões para si próprias em muitas frequências (25% de um total de 40 auto-conexões), que indica um grau de disconexão às outras regiões. Dadas regiões semente, revelamos padrões significativos espacialmente distribuídos de associação entre efeitos padronizados da idade naconectividade para seus alvos e das espessuras dos alvos. Regiões com menor evidência para o desbastamento relacionado com a idade, como várias áreas occipitais, tendem a ter menos alterações em sua conectividade funcional que regiões com maior evidência suportando o desbastamento cortical relacionado à idade, como diversas regiões frontais. Hipotetizamos que regiões cuja associação é negativa (5% das regiões semente) são parte de sistemas compensatórios, estando correlacionadas com regiões que demonstram os maiores graus de atrofia de modo crescente. Regiões cuja associação é positiva (5%) não teriam mecanismos compensatórios à disposição, e portanto perdem conectividade para regiões atróficas. No geral, encontramos evidências para alterações na conectividade e na morfometria cortical e subcortical no cérebro todo ao longo da extensão da vida adulta humana. Também achamos um padrão específico de associações entre tendências atróficas e alterações na conectividade cerebral devido à idade
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2018
- Data da defesa: 22.02.2018
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ABNT
VIEIRA, Bruno Hebling. Brain functional connectivity in regions that exhibit age-related cortical thinning. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-17042018-130342/. Acesso em: 31 dez. 2025. -
APA
Vieira, B. H. (2018). Brain functional connectivity in regions that exhibit age-related cortical thinning (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-17042018-130342/ -
NLM
Vieira BH. Brain functional connectivity in regions that exhibit age-related cortical thinning [Internet]. 2018 ;[citado 2025 dez. 31 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-17042018-130342/ -
Vancouver
Vieira BH. Brain functional connectivity in regions that exhibit age-related cortical thinning [Internet]. 2018 ;[citado 2025 dez. 31 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-17042018-130342/ - A deep learning based approach identifies regions more relevant than resting‐state networks to the prediction of general intelligence from resting‐state fMRI
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