Anatomical Brain Connectivity Map of Korean Children

한글 요약

한국 어린이의 확산텐서영상(DTI)과 구조 MRI를 이용해 해부학적 뇌연결망 지도를 만들고, 그 위상 특성을 작은 세상(small-world) 연결망 분석으로 평가하는 방법을 제시한 연구입니다. 건강한 어린이들의 개인별 구조적 연결 행렬을 만든 뒤 통계 검정으로 집단 대표 연결망을 도출하고, 백질 신경다발을 표준 공간으로 정규화해 연결망 모델을 구성했으며 군집계수, 특성 경로 길이, 전역 및 국소 효율을 계산했습니다. 어린이 집단의 구조적 연결망은 작은 세상 특성을 유지했고, 반구 사이보다 반구 내 연결이 강했으며 뇌간과 운동감각 영역 사이의 연결이 두드러졌습니다. 제안된 방법은 뇌질환이 있는 아동의 해부학적 뇌연결망 효율을 평가하는 데 활용될 수 있습니다.

Purpose : The purpose of this study is to establish the method generating human brain anatomical connectivity from Korean children and evaluating the network topological properties using small-world network analysis. Materials and Methods : Using diffusion tensor images (DTI) and parcellation maps of structural MRIs acquired from twelve healthy Korean children, we generated a brain structural connectivity matrix for individual. We applied one sample t-test to the connectivity maps to derive a representative anatomical connectivity for the group. By spatially normalizing the white matter bundles of participants into a template standard space, we obtained the anatomical brain network model. Network properties including clustering coefficient, characteristic path length, and global/local efficiency were also calculated. Results : We found that the structural connectivity of Korean children group preserves the small-world properties. The anatomical connectivity map obtained in this study showed that children group had higher intra-hemispheric connectivity than inter-hemispheric connectivity. We also observed that the neural connectivity of the group is high between brain stem and motorsensory areas. Conclusion : We suggested a method to examine the anatomical brain network of Korean children group. The proposed method can be used to evaluate the efficiency of anatomical brain networks in people with disease.