Konnektogram
A konnektogram a konnektomika területén alkalmazott vizualizációs módszer. A konnektomika a konnektomok előállításával és tanulmányozásával foglalkozik – a konnektom egy élőlény neurális hálózatának, tehát az (agy, a szem vagy a teljes szervezet) idegsejtjei közötti szinapszisoknak a teljes térképe.

A konnektogram nevű kör alakú ábrák a diffúziós MRI-ből nyert adatokat vizualizálják, hogy megmutassák az egyes agyi struktúrákban, vizsgálati alanyokban vagy populációkban található szinaptikus kapcsolatokat.

Struktúra

Háttér és leírás
Körbe rajzolt kapcsolati ábrákat más tudományterületeken is használtak már; a példák közé tartozik a járványtan, földrajzi hálózatok, zenei ütemek, madárpopulációk diverzitása, és genomadatok leírása.
Az agy konnektomikai grafikus ábrázolására szolgáló konnektogram (connectogram) kifejezést 2012-ben alkották meg.

A konnektogramok kör alakúak, bal oldaluk a bal agyféltekének, jobb oldaluk a jobb agyféltekének felel meg. Az agyféltekék tovább vannak bontva a homloklebenyre, inzuláris kéregre, limbikus lebenyre, halántéklebenyre, fali lebenyre, nyakszirti lebenyre, kéreg alatti szerkezetekre és a kisagyra. Az ábra alján az agytörzs szerepel a két félteke között. A lebenyeken belül minden kérgi terület rövidítésével jelölnek és saját színkódot is kap, aminek segítségével össze lehet hasonlítani más ábrán szereplő azonos kérgi területekkel, amint az látható a jobb oldali kép különböző parcellázású agyfelületein. Így az olvasó megtalálhatja a geometriailag helyes felszíneken az egymásnak megfelelő kérgi területeket, és láthatja, pontosan mennyire különállóak az egymással összekötött régiók. A konnektogram kéregfelszíni gyűrűjén belüli koncentrikus körök a megfelelő kérgi régiók különböző attribútumait jelképezik. Kívülről befelé haladva a gyűrűk a szürkeállomány térfogatát, felszínét, a kéreg vastagságát, görbületét és összekötöttségének fokát (az itt kiinduló vagy végződő idegrostok relatív száma a teljes agyhoz viszonyítva). A gyűrűkön belül vonalak kötik össze a strukturálisan összekötött agyterületeket. Ezeknek az összeköttetéseknek a relatív sűrűsége (az idegrostok száma) a vonalak fedőképességében tükröződik, így könnyen összehasonlíthatók az egyes összeköttetések és strukturális fontosságuk. Az összeköttetések frakcionális anizotrópiáját színezésük jelöli.

Felhasználása

Agytérképezés
A közelmúltban az agyban lévő kapcsolatok feltérképezésére irányuló összehangolt erőfeszítések még fontosabbá tették, hogy a konnektomika területén keletkező óriási adatmennyiségeket valamiképp grafikusan be lehessen mutatni. A konnektom többi reprezentációja általában 3 dimenziós, ezért interaktív grafikus felhasználói felületet igényel. A konnektogramon az egyes agyféltekék 83 kérgi területe jeleníthető meg egymással való kapcsolódásaikkal együtt, egy lapos felszínen. Emiatt kényelmesen elhelyezhetők a betegnyilvántartásban vagy ki is nyomtathatók.

Klinikai felhasználása

A vizsgálati alany szintjén a konnektogram felhasználható a normálistól eltérő neuroanatómiájú betegek kezelésében. A konnektogramokat felhasználták a traumás agykárosodást szenvedett betegek neurológiai felépülésének monitorozásában. Elkészítették a Phineas Gage híres esetére vonatkozó konnektogramot is, hogy megbecsüljék a neurális hálózatát ért sérülés mértékét (külön az agykéreg sérülését is, ami a korábbi, Gage-dzsel foglalkozó tanulmányok fő célpontja volt).

Empirikus kutatások
A konnektogramokkal kifejezhetők a különböző kérgi metrikák (a szürkeállomány térfogata, felszíne, a kéreg vastagsága, görbülete, összekötöttségének mértéke), továbbá a traktográfiai adatok, mint az összeköttetések átlagos sűrűsége és frakcionális anizotrópiája, bármilyen méretű populációk esetében. Ez lehetővé teszi a vizuális és statisztikai összehasonlítást különböző csoportok, pl. férfiak és nők, különböző korcsoportok, vagy egészséges kontrollcsoportok és a betegek között. Egyes változataival azt elemezték, hogy különböző betegpopulációkban mennyire particionáltak a hálózatok, másokkal az agyféltekéken belüli, illetve agyféltekék közötti kapcsolatok relatív egyensúlyát.

Módosított változatok
Számos egyéb tulajdonságot is lehet a konnektogram koncentrikus köreiben ábrázolni. Az Irimia és Van Horn (2012) által publikált konnektogramok a régiók közötti korrelációs kapcsolatokat vizsgálják, a gráfelmélet és a konnektomika megközelítéseinek összehasonlítására.
Egyes konnektogramokat a kérgi metrikák nélkül publikálták. Mások további, neurális hálózatokkal kapcsolatos, gráfelmélet adatokat tartalmaztak további gyűrűkben, mint ebben a kiterjesztett konnektogramban is látható:

Agyi régiók és rövidítéseik

Kapcsolódó szócikkek
 Konnektom
 Konnektomika
 Human Connectome Project
 Traktográfia

Fordítás

Jegyzetek

Irodalom

Agyi képalkotó eljárások
A konnektogram a konnektomika területén alkalmazott vizualizációs módszer . A konnektomika a konnektomok előállításával és tanulmányozásával foglalkozik – a konnektom egy élőlény neurális hálózatának , tehát az ( agy , a szem vagy a teljes szervezet ) idegsejtjei közötti szinapszisoknak a teljes térképe . A konnektogram nevű kör alakú ábrák a diffúziós MRI-ből nyert adatokat vizualizálják , hogy megmutassák az egyes agyi struktúrákban , vizsgálati alanyokban vagy populációkban található szinaptikus kapcsolatokat . Struktúra Háttér és leírás Körbe rajzolt kapcsolati ábrákat más tudományterületeken is használtak már ; a példák közé tartozik a járványtan , földrajzi hálózatok , zenei ütemek , madárpopulációk diverzitása , és genomadatok leírása . Az agy konnektomikai grafikus ábrázolására szolgáló konnektogram ( connectogram ) kifejezéstben alkották meg . A konnektogramok kör alakúak , bal oldaluk a bal agyféltekének , jobb oldaluk a jobb agyféltekének felel meg . Az agyféltekék tovább vannak bontva a homloklebenyre , inzuláris kéregre , limbikus lebenyre , halántéklebenyre , fali lebenyre , nyakszirti lebenyre , kéreg alatti szerkezetekre és a kisagyra . Az ábra alján az agytörzs szerepel a két félteke között . A lebenyeken belül minden kérgi terület rövidítésével jelölnek és saját színkódot is kap , aminek segítségével össze lehet hasonlítani más ábrán szereplő azonos kérgi területekkel , amint az látható a jobb oldali kép különböző parcellázású agyfelületein . Így az olvasó megtalálhatja a geometriailag helyes felszíneken az egymásnak megfelelő kérgi területeket , és láthatja , pontosan mennyire különállóak az egymással összekötött régiók . A konnektogram kéregfelszíni gyűrűjén belüli koncentrikus körök a megfelelő kérgi régiók különböző attribútumait jelképezik . Kívülről befelé haladva a gyűrűk a szürkeállomány térfogatát , felszínét , a kéreg vastagságát , görbületét és összekötöttségének fokát ( az itt kiinduló vagy végződő idegrostok relatív száma a teljes agyhoz viszonyítva ) . A gyűrűkön belül vonalak kötik össze a strukturálisan összekötött agyterületeket . Ezeknek az összeköttetéseknek a relatív sűrűsége ( az idegrostok száma ) a vonalak fedőképességében tükröződik , így könnyen összehasonlíthatók az egyes összeköttetések és strukturális fontosságuk . Az összeköttetések frakcionális anizotrópiáját színezésük jelöli . Felhasználása Agytérképezés A közelmúltban az agyban lévő kapcsolatok feltérképezésére irányuló összehangolt erőfeszítések még fontosabbá tették , hogy a konnektomika területén keletkező óriási adatmennyiségeket valamiképp grafikusan be lehessen mutatni . A konnektom többi reprezentációja általábandimenziós , ezért interaktív grafikus felhasználói felületet igényel . A konnektogramon az egyes agyféltekékkérgi területe jeleníthető meg egymással való kapcsolódásaikkal együtt , egy lapos felszínen . Emiatt kényelmesen elhelyezhetők a betegnyilvántartásban vagy ki is nyomtathatók . Klinikai felhasználása A vizsgálati alany szintjén a konnektogram felhasználható a normálistól eltérő neuroanatómiájú betegek kezelésében . A konnektogramokat felhasználták a traumás agykárosodást szenvedett betegek neurológiai felépülésének monitorozásában . Elkészítették a Phineas Gage híres esetére vonatkozó konnektogramot is , hogy megbecsüljék a neurális hálózatát ért sérülés mértékét ( külön az agykéreg sérülését is , ami a korábbi , Gage-dzsel foglalkozó tanulmányok fő célpontja volt ) . Empirikus kutatások A konnektogramokkal kifejezhetők a különböző kérgi metrikák ( a szürkeállomány térfogata , felszíne , a kéreg vastagsága , görbülete , összekötöttségének mértéke ) , továbbá a traktográfiai adatok , mint az összeköttetések átlagos sűrűsége és frakcionális anizotrópiája , bármilyen méretű populációk esetében . Ez lehetővé teszi a vizuális és statisztikai összehasonlítást különböző csoportok , pl . férfiak és nők , különböző korcsoportok , vagy egészséges kontrollcsoportok és a betegek között . Egyes változataival azt elemezték , hogy különböző betegpopulációkban mennyire particionáltak a hálózatok , másokkal az agyféltekéken belüli , illetve agyféltekék közötti kapcsolatok relatív egyensúlyát . Módosított változatok Számos egyéb tulajdonságot is lehet a konnektogram koncentrikus köreiben ábrázolni . Az Irimia és Van Hornáltal publikált konnektogramok a régiók közötti korrelációs kapcsolatokat vizsgálják , a gráfelmélet és a konnektomika megközelítéseinek összehasonlítására . Egyes konnektogramokat a kérgi metrikák nélkül publikálták . Mások további , neurális hálózatokkal kapcsolatos , gráfelmélet adatokat tartalmaztak további gyűrűkben , mint ebben a kiterjesztett konnektogramban is látható : Agyi régiók és rövidítéseik Kapcsolódó szócikkek Konnektom Konnektomika Human Connectome Project Traktográfia Fordítás Jegyzetek Irodalom Agyi képalkotó eljárások