Dae-Jin Kim, Bumhee Park, Hae-Jeong Park*, Functional connectivity-based identification of subdivisions of the basal ganglia and thalamus using multi-level independent component analysis of resting state fMRI, Human Brain Mapp, 2013, 34, 1371-1385 [here]

한글 요약

건강한 성인의 휴지기 fMRI에 다단계 독립성분분석(ICA)을 적용해 기저핵과 시상을 기능적으로 세분하고, 이 하위 영역들과 대뇌피질 사이의 기능적 연결성을 살핀 연구입니다. 먼저 전체 회백질에 ICA를 적용한 뒤 기저핵과 시상 영역에 다시 ICA를 적용하는 방식으로, 시간적 활동 양상에 따라 서로 구별되는 기능 단위들을 찾아냈습니다. 추출된 하위 영역들은 좌우 반구 사이, 기저핵과 시상 사이, 그리고 대뇌피질의 기능 성분들과 연결망을 이루었으며, 이는 대체로 피질-선조체-시상-피질 회로에 부합했습니다. 다단계 ICA가 피질하 구조의 세부 기능 구획과 뇌연결망 연구에 유용한 도구임을 보여 줍니다.

This study aimed to identify subunits of the basal ganglia and thalamus and to investigate the functional connectivity among these anatomically segregated subdivisions and the cerebral cortex in healthy subjects. For this purpose, we introduced multilevel independent component analysis (ICA) of the resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI). After applying ICA to the whole brain gray matter, we applied second-level ICA restrictively to the basal ganglia and the thalamus area to identify discrete functional subunits of those regions. As a result, the basal ganglia and the thalamus were parcelled into 31 functional subdivisions according to their temporal activity patterns. The extracted parcels showed functional network connectivity between hemispheres, between subdivisions of the basal ganglia and thalamus, and between the extracted subdivisions and cerebral functional components. Grossly, these findings correspond to cortico-striato-thalamo-cortical circuits in the brain. This study also showed the utility of multilevel ICA of resting state fMRI in brain network research.