A 'cur às do Lìonra Feumail Brain ann an Mì-rian Duilgheadasan Eadar-lìn: Sgrùdadh Ìomhaigh Ath-bheothachaidh Adhartach Stàite (2014)

Abstract

Tha eas-òrdugh tràilleachd eadar-lìn (IAD) a ’sìor fhàs aithnichte mar eas-òrdugh slàinte inntinn, gu sònraichte am measg òigearan. Tha an pathogenesis a tha co-cheangailte ri IAD, ge-tà, fhathast neo-shoilleir. Anns an sgrùdadh seo, tha sinn ag amas air sgrùdadh a dhèanamh air feartan gnìomh encephalic òigearan IAD aig fois a ’cleachdadh dàta ìomhaighean ath-shuidheachadh magnetach gnìomh. Ghabh sinn dòigh-obrach grafaigeach-teòiridheach gus sgrùdadh a dhèanamh air brisidhean a dh’fhaodadh a bhith ann an ceangal gnìomh a thaobh toglaichean lìonra a ’toirt a-steach saoghal beag, èifeachdas, agus meadhan nodal air òigearan 17 le smachdan fallain IAD agus 16 a chaidh a mhaidseadh gu sòisio-deamografach. Chaidh deuchainnean parametric ceartachadh reata lorg ceàrr a dhèanamh gus measadh a dhèanamh air brìgh staitistigeil eadar-dhealachaidhean topology lìonra aig ìre buidhne. A bharrachd air an sin, chaidh mion-sgrùdadh co-dhàimh a dhèanamh gus measadh a dhèanamh air na dàimhean eadar ceangal gnìomh agus ceumannan clionaigeach anns a ’bhuidheann IAD. Tha na toraidhean againn a ’sealltainn gu bheil mòran aimhreit ann an ceangal gnìomh euslaintich IAD, gu sònraichte eadar roinnean a tha suidhichte anns na lobes toisich, occipital, agus parietal. Tha na ceanglaichean air a bheil buaidh nan ceanglaichean fad-raon agus eadar-hemispheric. Ged a thathas a ’cumail sùil air atharrachaidhean mòra airson tomhasan nodail roinneil, chan eil eadar-dhealachadh sam bith ann an topology lìonra cruinne eadar IAD agus buidhnean fallain. A bharrachd air an sin, tha mion-sgrùdadh co-dhàimh a ’sealltainn gu bheil na h-eas-òrdughan roinneil a chaidh an sgrùdadh air an ceangal ri measaidhean clionaigeach IAD agus giùlan. Tha na co-dhùnaidhean againn, a tha an ìre mhath co-chòrdail eadar atlasan a tha air am mìneachadh gu anatomically agus gu gnìomhach, a ’moladh gum bi IAD ag adhbhrachadh aimhreit de cheangal gnìomh agus, gu cudromach, gum faodadh aimhreitean mar sin ceangal ri duilgheadasan giùlain.

Luaidh: Wee CY, Zhao Z, Yap PT, Wu G, Shi F, et al. (2014) Lìonra Gnìomh Brain air a bhriseadh ann an eas-òrdugh tràilleachd eadar-lìn: Sgrùdadh Ìomhaigh Ath-shuidheachadh Magnetic Gnìomhach Resting-State. PLoS AON 9 (9): e107306. doi: 10.1371 / journal.pone.0107306

Deasaiche: Satoru Hayasaka, Sgoil Leigheas Wake Forest, Stàitean Aonaichte Ameireagaidh

Fhuair thu: Faoilleach 20, 2014; Air a ghabhail: Lùnastal 11, 2014; Foillsichte: An t-Sultain 16, 2014

Dlighe-sgrìobhaidh: © 2014 Wee et al. Is e seo artaigil ruigsinneachd fosgailte air a chuairteachadh fo chumhachan an Ceadachas Togail Creative Commons, a tha a ’ceadachadh cleachdadh gun bhacadh, sgaoileadh, agus ath-riochdachadh ann am meadhan sam bith, fhad's a thèid creideas a thoirt don ùghdar agus an tùs tùsail.

Maoineachadh: Fhuair an obair seo taic gu ìre bho thabhartasan Institiudan Nàiseanta Slàinte (NIH) EB006733, EB008374, EB009634, AG041721, agus CA140413, a bharrachd air Bunait Nàiseanta Saidheans Nàdarra Sìona (81171325) agus Prògram Nàiseanta R&D Teicneòlas Nàiseanta 2007BAI17B03. Cha robh pàirt aig an luchd-maoineachaidh ann an dealbhadh sgrùdaidh, cruinneachadh is sgrùdadh dàta, co-dhùnadh foillseachadh, no ullachadh an làmh-sgrìobhainn.

Ùidhean farpaiseach: Tha na h-ùghdaran air innse nach eil com-pàirtean sam bith ann.

Ro-ràdh

Chaidh aithris gum faod cus cleachdaidh air an eadar-lìn leantainn gu feartan sòisio-giùlain atharraichte a tha coltach ris an fheadhainn a lorgar ann an cuir-ris stuthan agus gambling pathological [1], [2]. Leis an àireamh àrd de luchd-cleachdaidh an eadar-lìn thairis air na deicheadan mu dheireadh, thathas a ’sìor fhàs beachdachadh air an duilgheadas seo mar fhìor chùis slàinte poblach [3]. Tha coltas gu bheil cuir-ris an eadar-lìn, agus cuir-ris co-cheangailte ri coimpiutair san fharsaingeachd, na iongantas farsaing, a ’toirt buaidh air milleanan de dhaoine anns na Stàitean Aonaichte agus thall thairis, leis na h-ìrean tachartais as àirde a’ nochdadh am measg deugairean agus oileanaich colaisde ann an roinnean fo leasachadh de Àisia. [3]-[7]. Tha buaidh overexposure eadar-lìn rè inbhich òg gu sònraichte cudromach gu clionaigeach agus gu sòisealta, leis gu bheil òigeachd na àm de dh ’atharrachaidhean mòra ann an neurobio-eòlas co-cheangailte ri bhith a’ dèanamh cho-dhùnaidhean [8] agus mar sin a ’nochdadh so-leòntachd nas àirde air eas-òrdughan buaidh agus cuir-ris [9]-[11]. Bhon obair adhartach le Young [2], tha tràilleachd eadar-lìn air mòran aire a tharraing bho shòiseo-eòlaichean, saidhgeòlaichean, inntinn-inntinn agus luchd-foghlaim.

Chaidh na feartan clionaigeach de dhuilgheadasan giùlain co-cheangailte ri cleachdadh eadar-lìn a mhìneachadh fo dhiofar shlatan-tomhais breithneachaidh, a ’gabhail a-steach eas-òrdugh tràilleachd eadar-lìn (IAD) [12], cleachdadh eadar-lìn pathological [13], agus cleachdadh duilgheadas air an eadar-lìn [14]. Tha IAD air a bhith air a sheòrsachadh mar eas-òrdugh smachd impulse, seach gu bheil e a ’toirt a-steach cleachdadh eadar-lìn maladaptive gun deoch làidir sam bith, coltach ri gambling pathological. Tha IAD a ’nochdadh feartan coltach ri cuir-ris eile, a’ toirt a-steach leasachadh duilgheadasan acadaimigeach, ionmhasail agus dreuchdail mar thoradh air giùlan addictive agus duilgheadasan ann a bhith a ’leasachadh agus a’ cumail suas dàimhean pearsanta is teaghlaich. Bidh daoine fa leth a tha a ’fulang le IAD a’ caitheamh barrachd ùine ann an aonaranachd, a bheir buaidh air an obair shòisealta àbhaisteach aca. Anns na cùisean as miosa, dh ’fhaodadh gum bi euslaintich a’ faighinn mì-chofhurtachd corporra no duilgheadasan meidigeach leithid carpal tunnel syndrome, sùilean tioram, cur air ais, cur cinn mòr, neo-riaghailteachdan ithe, agus dragh air cadal [15], [16]. A bharrachd air an sin, tha euslaintich gu tric a ’seasamh an aghaidh làimhseachadh IAD agus tha ìre ath-chraolaidh àrd aca [17], agus tha mòran dhiubh cuideachd a ’fulang le cuir-ris eile, leithid cuir ri drogaichean, deoch làidir, gambling, no feise [18].

Ged nach eilear a ’meas IAD fhathast mar addiction no eas-òrdugh inntinn anns an DSM-5 [19], tha sgrùdaidhean gu leòr ann, sa mhòr-chuid stèidhichte air ceisteachain saidhgeòlais fèin-aithris, a ’sealltainn droch bhuaidhean ann am beatha làitheil a thaobh co-phàirtean giùlain, factaran inntinn-shòisealta, riaghladh symptom, comorbidity inntinn-inntinn, breithneachadh clionaigeach, agus toradh làimhseachaidh [6], [20]-[23]. A bharrachd air na mion-sgrùdaidhean stèidhichte air giùlan sin, chaidh dòighean neuroimaging a chuir an sàs o chionn ghoirid gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh cus cleachdadh eadar-lìn air feartan structarail agus gnìomh eanchainn an duine [7], [24]-[29]. A ’gabhail fois air ìomhaighean gnìomh gluasadach magnetach stàite (R-fMRI), èifeachdach ann am vivo inneal airson a bhith a ’sgrùdadh gnìomhan neuronal den eanchainn, chaidh fhastadh roimhe seo gus aimhreitean a dh’fhaodadh a bhith ann de na feartan gnìomh encephalic ann an IAD a chomharrachadh [24], [26], [27], [30], ann an [27], sheall mion-sgrùdadh aon-ghnè roinneil (ReHo), a bhios a ’tomhas cunbhalachd caochlaidhean tricead ìosal roinneil (LFF) taobh a-staigh lìonraidhean eanchainn, sioncronadh leasaichte eadar roinnean eanchainn co-cheangailte ri slighean duais ann an euslaintich IAD. Mhol sgrùdadh coltach ri daoine fa leth le tràilleachd gèam air-loidhne (OGA) a bhith a ’cleachdadh barrachd leudachaidh LFF anns an cortex orbitofrontal medial clì, aig a bheil ceanglaichean anatomical ri grunn roinnean co-cheangailte ri co-dhùnaidhean amas-amas, mar biomarker airson an galair. [30]. Hong et al. chleachd iad an staitistig stèidhichte air lìonra (NBS) gus eadar-dhealachaidhean buidhne a sgrùdadh ann an ceanglaichean gnìomh eadar-roinneil eadar IAD agus buidhnean smachd, agus chaidh lùghdachadh farsaing de cheangal gnìomh fhaicinn anns a ’bhuidheann IAD le, gu sònraichte, gun dragh cruinneil air topology lìonra iomlan. [26]. Ann an sgrùdadh gnìomh eile stèidhichte air ceangal, chaidh atharrachaidhean ann an ceangal lìonra bunaiteach a sgrùdadh a ’cleachdadh an cortex cingulate posterior (PCC) mar sgìre sìl [24]. Sheall toraidhean gu robh barrachd ceangal gnìomh eadar an lobe posterior cerebellum posterior agus gyrus temporal meadhanach, a bharrachd air ceangal lùghdaichte eadar an lobule parietal inferior dà-thaobhach agus gyrus temporal inferior ìosal.

Anns an sgrùdadh làithreach, bidh sinn a ’cleachdadh dòigh-obrach grafaigeach-teòiridheach gus mion-sgrùdadh a dhèanamh air IAD stèidhichte air dàta R-fMRI. Bidh sinn an toiseach a ’dèanamh measadh air brìgh an aimhreit ceangail gnìomh a’ cleachdadh deuchainnean parametric le ceartachadh ioma-choimeas. Leigidh seo leinn làn sgrùdadh a dhèanamh air na làn phàtran de cheanglaichean gnìomh brains agus a ' pàtranan de cheangal eadar lìonraidhean mòra [31]. San dàrna àite, bidh sinn a ’sgrùdadh brisidhean ceangail a dh’fhaodadh a bhith co-cheangailte ri IAD a thaobh togalaichean lìonra cruinneil, a ’toirt a-steach togalaichean saoghal beag (ie, co-èifeachd cnuasachaidh agus fad slighe àbhaisteach) agus èifeachdas lìonra (ie, èifeachdas cruinneil agus ionadail) thairis air rèim saoghal beag. San treas àite, leis an aon raon gainnead lìonra, bidh sinn a ’measadh cudromachd gnìomh lìonra le bhith a’ toirt aire do dhàimh sgìre leis a ’cheangal gnìomh iomlan [32] stèidhichte air ceumannan meadhanachd gach ROI. Tha sinn air ar brosnachadh gus meadhan lìonra a chleachdadh gu ionadail nas fheàrr na roinnean aimhreit aig ìre nas ionadail. Mu dheireadh, bidh sinn a ’sgrùdadh dàimhean eadar tomhasan lìonra agus an dà chuid sgòran giùlain agus clionaigeach de chom-pàirtichean. Bidh sgrùdadh air a ’cheangal eadar togalaichean lìonra agus toradh clionaigeach ag àrdachadh ar n-eòlas air pathology tràilleachd agus a’ toirt sealladh riatanach airson a bhith a ’leasachadh dhòighean breithneachaidh IAD nas earbsaiche.

Stuthan agus Dòighean-obrach

Com-pàirtichean

Ghabh trithead ’s a trì com-pàirtichean air an làimh dheis, a’ toirt a-steach deugairean 17 le IAD (fir 15 agus boireannaich 2) agus cuspairean smachd fallain (HC) gnè 16 (fir 14 agus boireannaich 2), pàirt anns an sgrùdadh seo . Chaidh na h-euslaintich fhastadh bho Roinn Eòlas-inntinn Cloinne is Òigridh, Ionad Slàinte Inntinn Shanghai, Sgoil Leigheas Oilthigh Shanghai Jiao Tong. Chaidh na cuspairean smachd fhastadh bhon choimhearsnachd ionadail a ’cleachdadh shanasan. Chaidh an sgrùdadh aontachadh le Comataidh Beusachd Rannsachaidh Meidigeach agus Bòrd Lèirmheas Institiud Ionad Slàinte Inntinn Shanghai a rèir Dearbhadh Helsinki, agus chaidh làn chead fiosraichte sgrìobhte fhaighinn bho phàrantan / luchd-cùraim gach com-pàirtiche.

Chaidh fad IAD a thomhas tro bhreithneachadh iar-shealladh. Chaidh iarraidh air a h-uile cuspair an dòigh-beatha aca a chuimhneachadh nuair a bha iad an toiseach air an eadar-lìn. Gus dearbhadh a dhèanamh air an tràchdas air an eadar-lìn, chaidh na h-euslaintich ath-dhearbhadh a rèir Ceisteachan Diagnostic Young atharraichte (YDQ) airson slatan-tomhais tràilleachd eadar-lìn le Beard agus Wolf [33], agus chaidh earbsachd an IAD fèin-aithris a dhearbhadh tro agallamh le am pàrantan. Chaith na h-euslaintich IAD co-dhiù uairean a-thìde gach latha air eadar-lìn no geamannan air-loidhne, agus làithean san t-seachdain. Dhearbh sinn am fiosrachadh seo bho luchd-seòmar agus co-oileanaich nan euslaintich gun robh iad gu tric ag iarraidh a bhith air an eadar-lìn anmoch air an oidhche, a ’cur dragh air beatha dhaoine eile a dh’ aindeoin na toraidhean. Thoir fa-near gu robh na h-euslaintich uile air an eadar-lìn co-dhiù no barrachd air 2 bhliadhna. Tha mion-fhiosrachadh mun YDQ atharraichte airson slatan-tomhais tràilleachd eadar-lìn air a thoirt seachad ann an File S1.

Às deidh sgrùdadh IAD roimhe [34], dìreach na HCs sin a chaith nas lugha na 2 uairean (uair a thìde air a chosg = ) gach latha air an eadar-lìn air an toirt a-steach don sgrùdadh làithreach. Chaith am buidheann HC làithean san t-seachdain air an eadar-lìn. Chaidh na HCs a dhearbhadh cuideachd le slatan-tomhais atharraichte YDQ gus dèanamh cinnteach nach robh iad a ’fulang le IAD. Bha a h-uile com-pàirtiche air am fastadh bho dhùthchas Sìneach agus cha robh iad a-riamh a ’cleachdadh stuthan mì-laghail. Thoir fa-near gun deach an YDQ atharraichte eadar-theangachadh gu Sìonais airson goireasachd nan com-pàirtichean. Gus tuilleadh fìreanachadh air toraidhean a ’bhreithneachadh, tomhas breithneachaidh IAD eile, Sgèile Tràilleachd Eadar-lìn Young (YIAS) [35], air a stiùireadh airson gach com-pàirtiche. Is e ceisteachan 20-item a th ’anns an YIAS a chaidh a leasachadh leis an Dr. Kimberly Young gus measadh a dhèanamh air ìre tràilleachd eadar-lìn. Bidh e a ’seòrsachadh luchd-cleachdaidh an eadar-lìn ann an trì ìrean de dhragh stèidhichte air sgeama sgòr 100-point: cleachdaiche air-loidhne tlàth ( puingean), neach-cleachdaidh meadhanach air-loidhne ( puingean), agus fìor chleachdaiche air-loidhne ( puingean).

A bharrachd air a bhith a ’breithneachadh IAD tron ​​YDQ atharraichte agus YIAS, chaidh suidheachadh giùlan euslaintich IAD a mheasadh cuideachd a’ cleachdadh grunn cheisteachain co-cheangailte ri giùlan: Sgèile Impulsiveness Barratt-11 (BIS-11) [36], Sgèile Rèiteach Stiùireadh Uine (TMDS) [37], Ceisteachan Neartan is Duilgheadasan (SDQ) [38], agus Inneal Measaidh Teaghlaich McMaster (FAD) [39]. Chaidh an dà chuid na dreachan cloinne is pàrant de SDQ a chleachdadh san sgrùdadh. Gheibhear mion-fhiosrachadh mu na ceisteachain sin anns an File S1.

Mus deach agallamhan a dhèanamh airson eachdraidh mheidigeach, chaidh a h-uile com-pàirtiche tro sgrùdadh corporra sìmplidh (deuchainnean bruthadh-fala agus buille cridhe) gus casg a chuir air eas-òrdughan corporra co-cheangailte ris a ’ghluasad, siostaman cnàmhaidh, nearbhach, analach, cuairteachadh, endocrine, urinary, agus gintinn. Bha na slatan-tomhais às-dùnadh a ’toirt a-steach: 1) eachdraidh de dhuilgheadasan inntinn-inntinn agus neo-inntinn-inntinn comorbid, leithid eas-òrdugh iomagain, trom-inntinn, èigneachadh, sgitsophrenia, autism, no eas-òrdugh bipolar; 2) eachdraidh de ana-cleachdadh stuthan no eisimeileachd; 3) eachdraidh de dhuilgheadasan corporra co-cheangailte ris a ’ghluasad, siostaman cnàmhaidh, nearbhach, analach, cuairteachadh, endocrine, urinary, agus gintinn; agus 4) torrachas no ùine menstrual ann am boireannaich rè latha an sganaidh. Tha am modh toirmeasg seo cudromach gus dèanamh cinnteach nach bi na com-pàirtichean san sgrùdadh seo a ’toirt buaidh air eas-òrdughan corporra, neurolach no neuropsychiatric eile agus mar sin a’ lughdachadh claonaidhean a dh ’fhaodadh a bhith anns na co-dhùnaidhean a fhuaras. Tha fiosrachadh deamografach mionaideach agus sgòran clionaigeach air an toirt a-steach Clàr 1.

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (70KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (305KB)

Clàr 1. Fiosrachadh deamografach nan com-pàirtichean a bha an sàs san sgrùdadh seo.

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.t001

Togail Dàta agus Ro-phròiseasadh

Chaidh togail dàta a dhèanamh a ’cleachdadh sganair 3.0 Tesla (Philips Achieva). Chaidh ìomhaighean gnìomh fois-stàite de gach com-pàirtiche fhaighinn le ùine echo (TE) = 30 ms agus ùine ath-aithris (TR) = 2000 ms. B ’e am matrix togail 64 × 64 le FOV ceart-cheàrnach de 230 × 230 mm², agus rùn voxel de 3.59 × 3.59 × 4 mm³. Bha an scan a ’toirt a-steach leabhraichean 220 airson gach com-pàirtiche. Rè togail an dàta, chaidh iarraidh air com-pàirtichean laighe gu sàmhach san sganair le an sùilean dùinte. Ged nach deach innleachd no inneal a bharrachd a chleachdadh gus tomhas a bheil na cuspairean dha-rìribh a ’cumail an sùilean dùinte, tha na cuspairean air dearbhadh gu robh iad mothachail agus gun do chùm iad an sùilean dùinte tron ​​sganadh.

Chaidh ro-ullachadh dàta a dhèanamh a ’cleachdadh loidhne-phìoban àbhaisteach ann an dà bhogsa inneal giullachd R-fMRI, DPARSF [40] agus REST [41]. Mus deach ullachadh sam bith a dhèanamh, chaidh a ’chiad leabhraichean 10 R-fMRI de gach cuspair a thilgeil a-mach gus co-chothromachd magnetachaidh a choileanadh. Chaidh tomhas-lìonaidh R-fMRI a dhèanamh àbhaisteach don àite MNI le rùn 3 × 3 × 3 mm³. Chaidh toirt air ais comharran dragh a ’toirt a-steach ventricle, cuspair geal, agus comharran cruinneil. Cha robh gin de na com-pàirtichean air an dùnadh a-mach stèidhichte air slat-tomhais gluasad nas motha na 3 mm no cuairteachadh ceàrnagach nas motha na ceuman 3 ann an stiùireadh sam bith. Gus tuilleadh buaidh a thoirt air gluasad cinn, chleachd sinn ceartachadh paramadair Friston 24 a bharrachd air gluasad cuibheasach frèam-obrach (FD) a tha sònraichte do voxel. [42] le stairsneach FD de 0.5. Mus deach tuairmse a dhèanamh air ceangal gnìomh, chaidh an sreath ùine R-fMRI cuibheasach de gach ROI a shìoladh le bann-pas ( Hz).

Togail Lìonra agus Mion-sgrùdadh Ceanglaichean fa leth

Chaidh gabhail ri sgrùdadh teòiridheach graf san sgrùdadh seo gus sgrùdadh a dhèanamh air atharrachaidhean obrachail air an ceangal eanchainn a dh ’adhbhraich IAD am measg buidheann de dh’ òigearan Sìneach. Chaidh lìonraidhean eanchainn gnìomh a thogail aig ìre macroscale far a bheil nodan a ’riochdachadh roinnean eanchainn ro-mhìnichte agus oirean a’ riochdachadh ceangal gnìomh stàite fois eadar-roinneil (RSFC). Gus nodan lìonra a mhìneachadh, chuir sinn an eanchainn a-steach roinnean de dh ’ùidh (ROI) le bhith a’ toirt na h-ìomhaighean fMRI chun atlas Labeling Anatomical Automated (AAL) [43]. Tha roinnean stèidhichte air atlas AAL air an liostadh ann an Clàr S1 ann an File S1. Fhuaireadh an t-sreath ùine riochdachaidh de gach ROI le bhith a ’faighinn cuibheasachd den t-sreath ùine ath-tharraingeach thairis air a h-uile voxel anns gach ROI fa leth. Gus RSFC eadar-roinneil a thomhas, rinn sinn cunntas air co-dhàimh Pearson pairwise airson a h-uile rud a bha comasach (() = 4005) paidhrichean ROI agus thog iad matrix ceangal co-chothromach gus na ceanglaichean sin a riochdachadh. Rinn sinn mion-sgrùdadh air eadar-dhealachaidhean ìre buidhne eadar gach paidhir ROI a thaobh neart ceangail. Chaidh eadar-dhealachaidhean mòra airson gach ceangal gnìomh a mheasadh a ’cleachdadh tomad univariate (dà-earball) -steach le stairsneach de agus ceartachadh ìre lorg meallta (FDR).

Mion-sgrùdadh Lìonra agus Feartan Lìonra

Tha dlùth cheangal aig matrix ceangal gnìomh stèidhichte air co-dhàimh Pearson, le mòran eileamaidean spùtach, neart ìosal. Gus modalan nas fheàrr a dhèanamh de lìonraidhean eanchainn daonna, a tha a ’taisbeanadh thogalaichean san t-saoghal bheag, chaidh matrix ceangaltas gnìomh gach neach a ghiullachd tuilleadh gus raon sparsity a bhith taobh a-staigh riaghladh an t-saoghail bheag () [44]-[48]. Tha an rèim seo a ’dèanamh cinnteach à feartan cruinne beag gu ìre mhath seasmhach airson lìonraidhean eanchainn de 90 ROI [44]. Gu sònraichte, chaidh matrix co-dhàimh Pearson de gach cuspair a thionndadh gu matrices adjacency binarized, , a rèir an gainnead ro-mhìnichte, far a bheil a h-uile càil an toiseach air an suidheachadh gu aon, agus an uairsin tha na h-eileamaidean a tha a rèir nan luachan co-dhàimh as ìsle air an suidheachadh gu neoni gus an ruigear ìre sònraichte de thearcachd. Stèidhichte air na lìonraidhean sin, dh'fhastaidh sinn an dà chuid tomhasan lìonra cruinneil agus roinneil gus sgrùdadh a dhèanamh air ailtireachd iomlan agus meadhan nodal roinneil nan lìonraidhean eanchainn airson coimeas ìre buidhne. Bha na tomhasan cruinne a chaidh a chleachdadh a ’toirt a-steach paramadairean an t-saoghail bhig, is e sin an co-èifeachd cnuasachaidh () agus fad slighe àbhaisteach () [49], [50], a bharrachd air èifeachdas lìonra cruinneil () agus èifeachdas lìonra ionadail (). A bharrachd air an sin, rinn sinn cunntas air dreachan àbhaisteach de na ceumannan sin a ’cleachdadh lìonraidhean air thuaiream (, agus ) gus dèanamh cinnteach à seilbh saoghal beag de na lìonraidhean eanchainn togte. Bidh sinn a ’mìneachadh lìonra mar shaoghal beag ma choinnicheas e na trì slatan-tomhais a leanas: , , agus co-mheas saoghal beag, . Trì meatairean meadhan nodal - ceum (), èifeachdas (), agus betweenness () - chaidh gach sgìre eanchainn a thomhas gus sgrùdadh a dhèanamh air feartan ionadail an lìonra gnìomh [44], [46].

Gus sgrùdadh staitistigeil a dhèanamh air eadar-dhealachaidhean eadar buidhnean, rinn sinn dà-earball, dà-shampall -steach le stairsneach de (FDR air a cheartachadh) air gach meatrach lìonra (cruinneil agus roinneil) stèidhichte air an sgìre fo lùb (AUC) de gach meatrach lìonra a chaidh a thogail bho rèim an t-saoghail bhig [48]. Tha AUC a ’toirt geàrr-chunntas air feartan topology lìonraidhean eanchainn thairis air rèim an t-saoghail bhig gu lèir, an àite a bhith dìreach a’ beachdachadh air an topology aig aon stairsneach sparsity [44], [51]. Gu sònraichte, airson gach meatrach lìonra, rinn sinn a-mach luach AUC gach cuspair fa leth thar lìonraidhean le diofar ìrean de theannas agus an uairsin rinn sinn dà-shampall -steach gus tomhas staitistigeil a dhèanamh air eadar-dhealachadh ìre buidhne eadar IAD agus buidhnean fallain. Bu chòir a thoirt fa-near, mus do rinn sinn na deuchainnean staitistigeil, gun do chuir sinn iomadh rèisimeid shreathach an sàs gus buaidh aois, gnè agus foghlam a thoirt air falbh, a bharrachd air an eadar-obrachadh [31], [52]-[54].

Earbsachd agus ath-fhreagarrachd a ’cleachdadh Atlas Gnìomh

Anns an sgrùdadh làithreach, chaidh lìonraidhean ceangail gnìomh a thogail aig ìre roinneil le bhith a ’cuairteachadh na h-eanchainn gu lèir ann an 90 ROI stèidhichte air atlas AAL. Ach, chaidh aithris cuideachd gum faodadh ailtireachd eanchainn a thig bho dhiofar sgeamaichean parsailean no a bhith a ’cleachdadh diofar lannan spàsail ailtireachd topology sònraichte a nochdadh [55]-[57]. Gus measadh a dhèanamh air earbsachd agus ath-aithris nan toraidhean againn, rinn sinn a-rithist na deuchainnean a ’cleachdadh atlas gnìomh Dosenbach [58], a tha a ’sgaradh eanchainn an duine gu 160 ROI, a’ toirt a-steach an cerebellum. Anns an atlas seo, tha gach ROI air a mhìneachadh mar cheàrnag trast-thomhas 10 mm timcheall air puing sìol taghte, agus tha an astar eadar a h-uile ionad ROI co-dhiù 10 mm gun thar-tharraing spàsail, a ’ciallachadh nach eil cuid de raointean eanchainn air an còmhdach leis an t-seata ROI.

Dàimhean eadar Metrics Lìonra agus Sgòran Giùlan

Airson na roinnean sin (stèidhichte air an atlas AAL) a tha a ’nochdadh eadar-dhealachaidhean mòra ann an ìre buidhne ann am meadhan nodal roinneil, chleachd sinn co-dhàimh Pearson pairwise ((, FDR air a cheartachadh) gus sgrùdadh a dhèanamh air na dàimhean eadar togalaichean lìonra gach sgìre agus sgòran giùlain neach. Gu sònraichte, anns an anailis co-dhàimh, chaidh metrics lìonra a làimhseachadh mar na caochladairean eisimeileach, fhad ‘s a chaidh sgòran giùlain, ie, BIS-11, TMDS, SDQ, agus FAD, a làimhseachadh mar na caochladairean neo-eisimeileach. Gus tuilleadh tuigse fhaighinn air a ’cheangal eadar na roinnean eanchainn air a bheil buaidh agus cho dona sa tha galair, rinn sinn cunntas cuideachd air co-èifeachd co-dhàimh Pearson eadar feartan lìonra agus sgòran YIAS.

toraidhean

Feartan eòlas-sluaigh agus clionaigeach

Chan eil eadar-dhealachadh mòr ann a thaobh aois, gnè, agus bliadhnaichean foghlaim (uile le ) eadar na buidhnean IAD agus HC. Ach, tha eadar-dhealachaidhean mòra ann an cleachdadh eadar-lìn a thaobh làithean san t-seachdain () agus uairean san latha (). Ged nach eil eadar-dhealachadh mòr eadar buidhnean airson sgòran BIS-11 agus TMDS (uile le ), an SDQ-P (), SDQ-C (), agus FAD () tha sgòran gu math nas àirde anns a ’bhuidheann IAD, mar a chithear ann an Clàr 1 agus Figear 1. Gu sònraichte, an YIAS (), an tomhas clionaigeach a chaidh a chleachdadh gus IAD a sheòrsachadh, a ’sealltainn an eadar-dhealachadh as motha ann an ìre buidhne.

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (35KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (246KB)

Figear 1. Eadar-dhealachaidhean eadar buidhnean a thaobh ceumannan clionaigeach agus giùlain.

(YIAS = Sgèile tràilleachd eadar-lìn Young, BIS-11 = Sgèile Impulsiveness Barratt-11, TMDS = Sgèile Riaghlaidh Riaghlaidh Ùine, SDQ-P = Tionndadh pàrant ceisteachain neartan is duilgheadasan, dreach cloinne SDQ-C = Neartan agus Duilgheadasan, FAD = McMaster Inneal Measaidh Teaghlaich).

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.g001

Ceangal gnìomh fa leth

An coimeas ris a ’bhuidheann HC, cha d’ fhuair ach trì ceanglaichean gnìomh atharrachadh mòr às deidh ceartachadh FDR. Tha dà cheangal eadar-hemispheric, aon eadar na gyrus ceàrnagach clì (lobe parietal) agus cortex orbitofrontal meadhan deas (lobe aghaidh) agus fear eile eadar na gyrus fusiform clì (lobe occipital) agus gyrus ceart-cheàrnach ceart (lobe parietal), a ’nochdadh neart ceangail nas motha ann an Euslaintich IAD. Tha aon cheangal taobh a-staigh hemispheric, eadar an caudate ceart (cortex subcortical) agus gyrus supramarginal ceart (lobe parietal), a ’sealltainn ceangal lùghdaichte anns a’ bhuidheann galair. Chìthear na ceanglaichean gnìomh seo a tha air an atharrachadh gu mòr Figear 2. Tha ceanglaichean dath dearg is gorm a ’comharrachadh na ceanglaichean gnìomh nas motha agus nas ìsle, fa leth, anns a’ bhuidheann IAD. Thoir fa-near gu bheil a ’mhòr-chuid de na ceanglaichean gnìomh air a bheil buaidh a’ toirt a-steach roinnean a tha suidhichte anns an leth-chruinne cheart agus an lobe parietal.

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (1.7MB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (1.82MB)

Figear 2. Ceanglaichean gnìomh a tha air atharrachadh gu mòr ann an euslaintich IAD (FDR air a cheartachadh).

Dearg: barrachd ceangal gnìomh, Gorm: lùghdaich ceangal gnìomh. (FRO: Frontal, INS: Insula, TEM: Temporal, PAR: Parietal, OCC: Occipital, LIM: Limbic, SBC: Subcortical). Tha an sealladh seo air a chruthachadh a ’cleachdadh a’ phacaid BrainNet Viewer (http://www.nitrc.org/projects/bnv) agus na Circos (http://circos.ca/).

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.g002

Feartan cruinneil nan lìonraidhean gnìomh

Rinn sinn sgrùdadh air feartan topology lìonraidhean eanchainn gnìomh gnèitheach le bhith a ’dèanamh coimeas eadar an giùlan saoghal beag le lìonraidhean air thuaiream coimeasach thairis air ìrean ioma-lìonra lìonra, . Gu sònraichte, rinn sinn sgrùdadh air paramadairean an t-saoghail bhig (me, co-èifeachd cnuasachaidh, fad slighe caractar, agus co-mheas saoghal beag, ), a bharrachd air na h-èifeachdan cruinneil is ionadail. Ghlèidh lìonraidhean air thuaiream a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh an àireamh de nodan agus oirean, a bharrachd air na sgaoilidhean ceum de fhìor lìonraidhean eanchainn a bha fo uallach tron ​​dòigh ath-fhilleadh a chaidh a mhìneachadh ann an [59]. Mion-sgrùdaidhean staitistigeil a ’cleachdadh dà-shampall -tests (, FDR air a cheartachadh) air luachan AUC thairis air rèim an t-saoghail bhig cha robh eadar-dhealachadh mòr eadar na buidhnean IAD agus HC a thaobh toglaichean lìonra cruinneil.

Feartan Nodal Roinneil Lìonraidhean Gnìomh

A dh ’aindeoin an topology cumanta san t-saoghal bheag, bha eadar-dhealachaidhean mòra ann an ìre buidhne air am faicinn ann am meadhan meadhan nodal. Anns an sgrùdadh seo, tha sinn den bheachd gum bi roinn eanchainn air atharrachadh gu mòr ann am buidheann IAD ma tha co-dhiù aon de na trì metrics nodal roinneil aige -value nas lugha na 0.05 (FDR air a cheartachadh) stèidhichte air a luachan AUC. Clàr 2 a ’toirt geàrr-chunntas air na roinnean a tha air an atharrachadh gu mòr ann an euslaintich IAD. An coimeas ris a ’bhuidheann HC, sheall euslaintich IAD atharrachaidhean meadhan nodal suidhichte sa mhòr-chuid suidhichte anns an lobule parietal inferior clì (IPL), thalamus clì (THA), agus roinnean eile mar an siostam limbic, gu sònraichte an gyrus cingulate anterior ceart (ACG) agus deas gyrus cingulate meadhanach (MCG). Gu sònraichte, tha an IPL agus ACG nam pàirtean den lìonra modh àbhaisteach (DMN), a bha roimhe seo ceangailte ri ceangal atharraichte ann an cuir stuthan. [60]-[62].

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (38KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (169KB)

Clàr 2. Roinnean a ’sealltainn meadhan nodal annasach ann an euslaintich IAD an coimeas ri smachdan fallain (HC) stèidhichte air atlas AAL.

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.t002

Earbsachd agus ath-fhreagarrachd a ’cleachdadh Atlas Gnìomh

Nuair a thèid atlas an Dosenbach a chleachdadh gus ROI a mhìneachadh, thathas a ’faicinn eadar-dhealachaidhean buidhne mòra sa mhòr-chuid ann an ceanglaichean aghaidh agus parietal ris an cerebellem. Tha geàrr-chunntas air na co-dhùnaidhean sin ann an Clàr 3. Ged a tha na ceanglaichean sin eadar-dhealaichte bhon fheadhainn a chaidh a chomharrachadh stèidhichte air atlas AAL, tha a ’mhòr-chuid de cheanglaichean troimhe-chèile a’ toirt a-steach na h-aon lobes den eanchainn, ach a-mhàin na roinnean cerebellum. A thaobh tomhasan lìonra cruinneil, cha do lorg sinn eadar-dhealachadh sam bith eadar buidhnean IAD agus HC, coltach ris na toraidhean stèidhichte air atlas AAL. Airson meatairean lìonra ionadail, lorg sinn gu bheil cuid de na roinnean a chaidh an comharrachadh suidhichte gu farsaing faisg air na roinnean a chaidh an comharrachadh stèidhichte air atlas AAL, leithid an ACG agus THA mar a chaidh a thoirt seachad ann an Clàr 4.

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (119KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (370KB)

Clàr 3. Ceanglaichean gnìomh anns na daoine IAD a dh ’fhulaing atharrachaidhean mòra stèidhichte air atlas Dosenbach.

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.t003

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (37KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (167KB)

Clàr 4. Roinnean a ’sealltainn meadhan nodal annasach ann an euslaintich IAD an coimeas ri smachdan fallain (HC) stèidhichte air atlas Dosenbach.

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.t004

Dàimhean eadar Metrics Lìonra agus Ceumannan Giùlan

Chan eil cudromach (, FDR air a cheartachadh) co-dhàimh eadar tomhasan lìonra cruinneil (, , , agus ) agus sgòran giùlain agus clionaigeach. Ach, tha tomhasan nodal roinneil ann an grunn roinnean gu mòr (, FDR air a cheartachadh) ceangailte ri sgòran giùlain agus clionaigeach. Tha an ACG ceart ceangailte gu dearbhach ri sgòr YIAS. Tha an MCG ceart ceangailte gu dearbhach ri sgòr YIAS. Tha an THA clì air a cho-cheangal gu deimhinneach leis na sgòran YIAS agus SDQ-P. Ach, chan eil an IPL clì air a cheangal gu mòr ri sgòr giùlain no clionaigeach sam bith. Tha na roinnean eanchainn a tha ceangailte gu mòr ris na sgòran giùlain agus clionaigeach air an sealltainn ann an Figear 3.

Luchdaich a-nuas:  

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (1.23MB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (1.36MB)

Figear 3. Na roinnean eanchainn a tha ceangailte gu mòr ri sgòran giùlain agus clionaigeach anns a ’bhuidheann IAD (ceartachadh FDR).

Chaidh an dealbh seo a chruthachadh a ’cleachdadh a’ phacaid BrainNet Viewer (http://www.nitrc.org/projects/bnv). .

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.g003

Deasbaireachd

Atharrachadh air Ceangal Gnìomh fa leth

Tha lèirsinn mu dhòigh leasachadh eanchainn daonna cudromach airson tuigse nas fheàrr fhaighinn air bunaitean pathology eas-òrdughan a tha a ’toirt buaidh air clann is òigearan, a’ leantainn gu làimhseachadh tràth a dh ’fhaodadh a bhith ann. Stèidhichte air an sgrùdadh teòiridheach graf air dàta R-fMRI, chaidh a mholadh gum bi eagrachadh gnìomh eanchainn an duine a ’tighinn gu ìre agus a’ fàs bho leanabas gu òigeachd gu bhith na inbheach le bhith a ’leantainn gluasad sònraichte - barrachd sgaradh gnìomh ann an clann agus barrachd amalachaidh gnìomh ann an inbhich aig ìre an eanchainn gu lèir [63]-[66]. Gu sònraichte, bidh eagrachadh lìonraidhean eanchainn gnìomh a ’gluasad bho cheangal ionadail gu ailtireachd nas sgaoilte le leasachadh [63], [66], far a bheil inbhich buailteach ceangal gnìomh raon goirid nas laige agus ceangal gnìomh fad-ùine nas làidire na clann [65].

Tha na co-dhùnaidhean againn a ’sealltainn gu bheil na ceanglaichean aimhreit a chaidh fhaicinn ann an IAD, ged nach eil ann ach beagan às deidh ceartachadh FDR, nan ceanglaichean gnìomh fad-raon agus eadar-hemispheric a tha cudromach airson conaltradh astar fada ann an eanchainn an duine. Tha an aimhreit de cheanglaichean fad-raon agus eadar-hemispheric na chomharra cumanta ann an iomadh ana-cainnt giùlain, a ’toirt a-steach autism [67]-[70], sgitsophrenia [71], cuir-ris opioid [72], [73], agus fulangas cocaine [74]. Faodar milleadh air ceanglaichean fad-ùine fhaicinn mar fhàilligeadh sa phròiseas amalachaidh taobh a-staigh lìonra gnìomh sgaoilte de eanchainn an duine [63], [64], [75], gluasad bhon t-slighe neurodevelopmental àbhaisteach. Mar sin, tha sinn a ’dèanamh a-mach gur e leasachadh anabarrach ceangal fada agus eadar-hemispheric ann an òigearan IAD a chaidh a choimhead san sgrùdadh seo aon de na h-adhbharan a dh’ fhaodadh a bhith ann airson an giùlan addictive.

Atharrachaidhean ann an Togalaichean Lìonra Cruinneil

Tha an eanchainn daonna air a mheas mar shiostam fiùghantach iom-fhillte agus mòr eadar-cheangailte le grunn thogalaichean topology cudromach, leithid saoghal beag, èifeachdas àrd aig cosgais wiring ìosal, agus mòr-ionadan ceangailte. [46], [76]-[79]. Ann an lìonra saoghal beag, tha nodan air an cruinneachadh gu h-ionadail airson taic a thoirt do ghiullachd fiosrachaidh modúlach agus tha iad ceangailte air astar tro àireamh bheag de cheanglaichean fad-ùine airson slighe iomlan èifeachdach. [50]. Sheall gach buidheann IAD agus HC togalaichean san t-saoghal bheag, ie, co-èifeachdan cruinneachaidh àrd () agus faid slighe caractar coltach (), an coimeas ri lìonraidhean air thuaiream coimeasach. Ach, chunnaic sinn co-èifeachdan cnuasachaidh àbhaisteach àbhaisteach nas motha agus fad slighe àbhaisteach àbhaisteach coltach ri chèile ann am buidheann IAD an coimeas ri buidheann HC thairis air an dùmhlachd ceangail, a rèir sgrùdaidhean R-fMRI roimhe seo [26]. Tha an co-èifeachd cnuasachaidh nas motha a ’nochdadh aimhreit neuronal aimhreit eadar roinnean fad às, a tha a’ nochdadh ceanglaichean gnìomh caran fada air falbh agus an ìre mhath dùmhail ann am buidhnean IAD agus HC. Dh ’fhaodadh adhartas ìrean clionaigeach, bho mhìn gu cruaidh, adhbhrachadh barrachd lagachadh no dì-cheangal de cheanglaichean fad às, agus mar sin is dòcha a’ brosnachadh stèidheachadh cheanglaichean goirid air falbh taobh a-staigh brabhsair mar shlighean eile gus sgaoileadh fiosrachaidh a ghlèidheadh ​​eadar dà sgìre fad às. Ach, dh ’fhaodadh stèidheachadh cheanglaichean goirid air falbh cruinneachaidhean mì-ghnàthach a thoirt a-steach a tha a’ meudachadh chunnart sruth fiosrachaidh neo-riaghlaichte no air thuaiream tron ​​lìonra gu lèir. Air an làimh eile, sheall a h-uile lìonra eanchainn giollachd fiosrachaidh co-shìnte coltach ri èifeachdas cruinneil agus ionadail an coimeas ri lìonra air thuaiream coimeasach [80]. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’toirt taic don bhun-bheachd de mhodail saoghal beag de eanchainn an duine a bheir seachad measgachadh cothromach de speisealachadh ionadail agus amalachadh cruinneil [81]. Is dòcha gu bheil ar n-amharc air eadar-dhealachadh mòr eadar buidhnean IAD agus HC a thaobh toglaichean lìonra cruinneil a ’ciallachadh gu bheil na h-atharrachaidhean ann an structar lìonra gnìomh ann an IAD seòlta. Mar thoradh air an sin, dh ’fhaodadh tuilleadh rannsachaidh a dhèanamh air biomarkers IAD sgìre-shònraichte fiosrachadh cudromach a nochdadh mu eòlas-eòlas a’ ghalair, agus tràilleachd, san fharsaingeachd.

Feartan Nodal Roinneil Lìonraidhean Gnìomh

Gheibhear na h-atharrachaidhean co-cheangailte ri IAD de mheadhanachd nodal sa mhòr-chuid ann an co-phàirtean siostam limbic a ’toirt a-steach ACG agus MCG, IPL, agus THA. Faodar buairidhean nan roinnean sin a bharrachd air na slighean ceangail co-cheangailte riutha a mhìneachadh gus a bhith a ’nochdadh èifeachdas giollachd fiosrachaidh nas ìsle, is dòcha mar sgàthan air brisidhean gnìomh ann an IAD.

Tha na gyrus cingulate (CG), a tha na phàirt riatanach den t-siostam limbic, an sàs ann an cruthachadh agus giollachd fhaireachdainnean, ionnsachadh agus cuimhne, gnìomh gnìomh, agus smachd analach [82]. Bidh e a ’faighinn cuir-a-steach bhon THA agus an neocortex agus pròiseactan chun cortex entorhinal tron ​​cingulum. Bidh an t-slighe seo a ’cuimseachadh air tachartasan a tha cudromach gu tòcail agus a’ riaghladh giùlan ionnsaigheach [29]. Dh ’fhaodadh briseadh ghnìomhan co-cheangailte ris an CG buaidh a thoirt air comas neach fa leth sùil a chumail air agus a ghiùlan, gu sònraichte giùlan co-cheangailte ri faireachdainn [83]. Tha a ’mhòr-chuid de mhion-sgrùdaidhean tràilleachd stuthan agus giùlain air atharrachaidhean mòra a nochdadh ann am pàirtean roimhe agus posterior den CG (ACG agus PCG), a’ toirt a-steach tràilleachd deoch làidir [84], gambling pathological [85], agus IAD [27], [29]. Ann an luchd-ana-cleachdadh cocaine, chaidh aithris cuideachd air atharrachaidhean a bharrachd anns an MCG [86]. Ann an sgrùdaidhean fMRI roimhe, chaidh a shealltainn cuideachd gu bheil buaidh air an CG roimhe, meadhan agus posterior CG ann an suidheachaidhean duais agus peanas [87]. Air sgàth àite an MCG ann a bhith a ’giullachd faireachdainnean adhartach is àicheil, chan eil e na iongnadh gu bheil an roinn a’ nochdadh mòran aimhreit ceangail ann an euslaintich IAD.

Tha an THA na chlàr-atharrachaidh de fhiosrachadh eanchainn agus tha e an sàs ann an iomadh gnìomh eanchainn a ’toirt a-steach giullachd dhuaisean [88], giùlan air a stiùireadh le amasan, agus gnìomhan inntinneil agus motair [89]. Bidh e ag ath-sgaoileadh comharran mothachaidh agus motair bho roinnean subcortical chun cortex cerebral [90]. Tron THA, bidh an cortex orbitofrontal a ’faighinn ro-mheasaidhean dìreach agus neo-dhìreach bho roinnean eanchainn limbic eile a tha an sàs ann an daingneachadh dhrogaichean, leithid an amygdala, CG, agus hippocampus [91], gus smachd a chumail air giùlan duais agus peanas co-cheangailte ri duais [92]. Ciorcadachd thalamo-cortical neo-àbhaisteach a lorgar ann an tràillean geama air-loidhne [93] is dòcha gu bheil e a ’moladh lagachadh de ghnìomhachd THA co-cheangailte ri pàtrain cronail de dhroch chàileachd cadail [94] agus cus aire aire air coimpiutair. A bharrachd air an sin, tha an THA ceangailte gu gnìomhach ris an hippocampus [95] mar phàirt den t-siostam hippocampal leudaichte, a tha deatamach airson gnìomhan inntinneil leithid seòladh spàsail agus daingneachadh fiosrachaidh bho chuimhne geàrr-ùine gu cuimhne fad-ùine [96], [97].

Chunnaic sinn atharrachaidhean mòra ann am meadhan nodal san IPL, a rèir nan toraidhean a chaidh aithris ann an sgrùdaidhean IAD o chionn ghoirid stèidhichte air R-fMRI [24], [93]. Coltach ris an THA, tha an IPL ceangailte gu mòr ris na cortexes auditory, visual, agus somatosensory, agus tha e comasach dha diofar sheòrsaichean brosnachaidh a phròiseasadh aig an aon àm. Mar aon de na structaran leasaichte mu dheireadh de eanchainn an duine rè cùrsa leasachaidh, dh ’fhaodadh gum bi an IPL nas so-leònte ri cus follaiseachd brosnachaidh claisneachd is lèirsinneach, gu sònraichte rè leanabachd. Dh ’fhaodadh lagachadh IPL a tha air adhbhrachadh le cus cleachdaidh eadar-lìn cur às do chomas neach fa-leth casg a chuir air riaghladh bacadh bho riaghladh impulse [98], [99], a ’dèanamh cron air an comas aca a bhith a’ seasamh an aghaidh crabhaidhean eadar-lìn le cue, a dh ’fhaodadh tuilleadh buaidh a thoirt air an IPL. Tha pàtranan cruinn mar sin gu tric air am faicinn ann an cuir-ris stuthan agus giùlan.

Mar as trice bidh roinnean den DMN nas gnìomhaiche aig fois na bhith a ’coileanadh gnìomhan air an amas le amasan [62]. Tha fios gu bheil na roinnean sin an sàs ann am modaladh tòcail agus gnìomhan fèin-iomraidh, a ’toirt a-steach measadh air salchar cuisean taobh a-staigh agus taobh a-muigh, a’ cuimhneachadh air an àm a dh ’fhalbh, agus a’ dealbhadh an àm ri teachd [60], [62], a tha nan slatan-tomhais cudromach ann am breithneachadh IAD. Chaidh a ràdh roimhe seo gu bheil ceanglaichean atharraichte a tha a ’toirt a-steach roinnean DMN a’ cur ri diofar ghiùlan samhlachail ann an galairean [100], a ’toirt a-steach cuir-ris stuthan [101], [102] agus tràilleachd giùlain [24], [103]. Tha na co-dhùnaidhean againn mu atharrachadh ann an ceangal gnìomh anns a bheil grunn roinnean de DMN gu ìre co-chòrdail ris na chaidh fhaicinn roimhe, a tha a ’nochdadh gu bheil comas aig an DMN a bhith na biomarker airson euslaintich IAD a chomharrachadh.

Earbsachd agus ath-fhreagarrachd a ’cleachdadh Atlas Gnìomh

Chaidh cuid de na roinnean eanchainn neo-àbhaisteach a chaidh an comharrachadh stèidhichte air atlas AAL a chomharrachadh cuideachd a ’cleachdadh an atlas gnìomh, a’ toirt taic do dh ’earbsachd agus ath-aithris nan toraidhean againn. Is e aon adhbhar a dh ’fhaodadh a bhith ann de na toraidhean beagan eadar-dhealaichte an siostam de air a chleachdadh san sgrùdadh seo. Tha feartan saoghal beag lìonraidhean ceangail a chaidh a thogail stèidhichte air atlas AAL de 90 ROI as cunbhalaiche san raon seo [44]. Ach, is dòcha nach bi an raon sparsity seo as fheàrr airson atlasan le àireamhan eadar-dhealaichte de ROI. A bharrachd air an sin, tha ROI a gheibhear bhon atlas Dosenbach air am mìneachadh gu gnìomhach agus chan eil iad a ’còmhdach an eanchainn gu lèir [58]. Anns an atlas seo, thathas a ’comharrachadh ionadan de gach 160 ROI an toiseach agus tha cruinneag le radius de 5 mm air fhàs bho gach ionad, a’ toirt a-mach ROI spherical 10 mm. Thathas an dùil gum bi meadhan gach ROI co-dhiù 10 mm a bharrachd air ionadan ROI eile, a ’leantainn gu atlas nach eil a’ dol thairis air farsaingeachd. Air an làimh eile, tha an atlas AAL a ’còmhdach clò stuth liath den cerebrum gu lèir. Faodaidh na h-eadar-dhealachaidhean sin ann am mìneachadh ROI agus an raon iomlan a tha air a chòmhdach cur ri atharrachaidhean nan toraidhean. Mar sin, tha feum air tuilleadh rannsachaidh a ’cleachdadh buidheann nas motha gus faighinn a-mach dè an ìre gu bheil an roghainn de sgeama parsail eanchainn a’ toirt buaidh air comharrachadh topology lìonra.

Co-dhàimh eadar Metrics Lìonra agus Ceumannan Giùlan

Anns an sgrùdadh seo, cha do choimhead sinn co-dhàimh sam bith eadar tomhasan lìonra cruinne agus ceumannan giùlain, a ’ciallachadh nach robh atharrachaidhean ann an topology lìonra eanchainn iomlan. Is dòcha gu bheil an lorg seo cuideachd a ’moladh gu bheil na h-atharrachaidhean de lìonra eanchainn subtle mar thoradh air plastachd eanchainn an duine (neuroplasticity) [104], [105] ann a bhith a ’faighinn air ais a’ mhòr-chuid de na gnìomhan làitheil aige tro shlighean eile (cuairteachadh neòil). Tha plastachd eanchainn a ’toirt a-steach ath-eagrachadh cheanglaichean eadar ceallan neòil no neurons agus faodaidh grunn nithean buaidh a thoirt air [106]-[108]. Bidh e a ’tachairt ann an dòigh co-cheangailte ri aois le barrachd bitheanta ann an leanabachd agus òigeachd na bhith na inbheach, a’ moladh gum faigh thu air ais nas fheàrr de cheanglaichean neuronal le deugairean le IAD. A bharrachd air an sin, chaidh a dhearbhadh gu bheil grunn shuidheachaidhean giùlain, bho tràilleachd gu eas-òrdughan eanchainn agus inntinn-inntinn, ceangailte ri atharrachaidhean ionadail ann an cuairtean neòil [106]. Mar sin chan eil e na iongnadh nach eil ceumannan lìonra cruinne ìre garbh leithid co-èifeachd cnuasachaidh cuibheasach, fad slighe caractar, agus èifeachdas lìonra cho mothachail ann a bhith a ’lorg atharrachaidhean cuairteachaidh eanchainn sa bhuidheann IAD.

Ach, tha metrics nodal roinneil de ghrunn roinnean eanchainn ceangailte ri cuid de na ceumannan giùlain. Gu sònraichte, tha an dreach pàrant de SDQ (SDQ-P), a bhios a ’tomhas an dà chuid comas neach fa leth a bhith a’ làimhseachadh impulsiveness agus cho dona ‘s a tha duilgheadasan tòcail agus giùlan prosocial stèidhichte air an fhiosrachadh a thug pàrantan nan deugairean a chaidh a sgrùdadh. ceangailte ris na roinnean eanchainn a tha fo bhuaidh gnìomh a lorgar ann an IAD. Is e an neo-chomas smachd a chumail air giùlan agus faireachdainnean brosnachail aon de na prìomh chomharran giùlain. Tha e cumanta nach eil na h-euslaintich mothachail air na h-atharrachaidhean air na faireachdainnean agus an giùlan aca ged a tha na h-atharrachaidhean sin an ìre mhath follaiseach do dhaoine mun cuairt orra. Is dòcha gur e seo am prìomh adhbhar nach eil gin de na ceumannan lìonra ceangailte ri dreach na cloinne de SDQ (SDQ-C) air sgàth a nàdar fèin-mheasaidh. Air an làimh eile, chan eil ceangal mòr sam bith eadar ceumannan lìonra roinneil agus ceumannan giùlain eile a ’toirt a-steach BIS-11, FAD, agus TMDS. Tha an lorg seo a ’faighinn taic bhon mhòr -luachan airson na ceumannan sin eadar an IAD agus buidhnean fallain (Clàr 1). Is dòcha gu bheil na co-dhùnaidhean sin a ’moladh gu bheil cuid de na ceumannan giùlain sin feumail gus roinnean air a bheil buaidh a dhearbhadh agus mar sin cuideachadh le breithneachadh IAD, ged a tha feum air mòran obrach fhathast gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air dreuchdan nan ceumannan sin ann an cuir-ris no eas-òrdugh giùlain.

Cùisean / Cuingealachaidhean Dòigh-obrach

Tha grunn chuingealachaidhean ann a bu chòir a chomharrachadh san sgrùdadh seo. An toiseach, bha breithneachadh IAD stèidhichte sa mhòr-chuid air toraidhean bho cheisteachain fèin-aithris, a dh ’fhaodadh buaidh a thoirt air earbsachd sgrùdaidhean. Anns an àm ri teachd, feumar innealan sgrùdaidh àbhaisteach airson comharrachadh IAD a leasachadh gus earbsachd agus dligheachd sgrùdaidhean IAD a leasachadh. San dàrna àite, tha an sgrùdadh againn cuingealaichte leis cho beag de shampall agus mì-chothromachadh gnè nan com-pàirtichean (fireannaich 31 agus boireannaich 4), a dh ’fhaodadh a bhith a’ lughdachadh cumhachd staitistigeil agus coitcheannachd nan co-dhùnaidhean, ged a chaidh smachd a chumail air na factaran sin ann am mion-sgrùdadh. Tha buaidh gnè air tricead IAD fhathast na chùis deasbaid. Stèidhichte air toraidhean Young [35], tha àireamh àrd de bhoireannaich a ’nochdadh eisimeileachd air an eadar-lìn. An coimeas ri sin, thuirt aon sgrùdadh o chionn ghoirid gu bheil cunnart nas àirde ann an giùlan IAD aig fireannaich [109]. Ach, chaidh aithris cuideachd nach eil dàimh eadar gnè agus IAD [110], [111]. Feumar deuchainnean san àm ri teachd a ’cleachdadh buidheann nas motha le co-mheas gnè nas cothromaiche gus measadh nas fheàrr a dhèanamh air a’ cheangal eadar gnè agus claonadh IAD.

Fiosrachadh Taic

Faidhle S1.

Stuthan a bharrachd.

doi: 10.1371 / journal.pone.0107306.s001

(PDF)

Acknowledgments

Fhuair an obair seo taic gu ìre bho thabhartasan Institiudan Nàiseanta Slàinte (NIH) EB006733, EB008374, EB009634, AG041721, agus CA140413, a bharrachd air Bunait Nàiseanta Saidheans Nàdarra Sìona (81171325) agus Prògram Nàiseanta R&D Teicneòlas Nàiseanta 2007BAI17B03.

Cuibhreannan Ùghdar

Chruthaich agus dhealbhaich na deuchainnean: CYW ZZ PTY GW FS TP YD JX YZ DS. Choilean e na deuchainnean: CYW ZZ YD JX YZ DS. Mion-sgrùdadh air an dàta: CYW PTY DS. Ath-bheachdan / stuthan / innealan sgrùdaidh co-cheangailte: ZZ YD JX YZ. Sgrìobh am pàipear: CYW PTY TP DS.