Kortex ea Hao e Hōla Joang? (2011)

inahaneloang

Selelekela

Ho tloha ha nako ea ka-vivo sebopeho se nang le sebopeho, sebopeho sa cortex se bile tlasa tlhahlobo e kholo, ka molumo oa cortical (CV) e le mohloli o ka sehloohong oa morphometric oa phaello. Pele, lithuto tsa likarolo tse fapaneng li thehile likamano tse matla pakeng tsa CV le lintlha tse kang lilemo, thobalano, bokhoni ba kelello le bokuli (Mechelli et al., 2005). Hape, lithuto tse telele tse ka lekanyang phetoho ea sebopeho ka kotloloho li bonts'itse hore (i) nts'etsopele e tloaelehileng ea CV e latela mokhoa oa "inverted-U" trajectory (Giedd et al., 1999), le (ii) moelelong ona, ho fapana ha CV ka nako efe kapa efe ka nako hangata ho tšoaea bofokoli ba kelello, ho fifala ha thobalano le lefu la methapo ho fapana le hore na CV e fetoha joang ha nako e ntse e feta (Giedd le Rapoport, 2010). Ntle le tsoelo-pele ena, bopaki bo bongata bo fetohile ho bonts'a CV e le "composite" tekanyo ea "cortical anatomy" e kopantseng (ka hona e ka pata leseli ka) likarolo tse 'maloa tse fapaneng tsa biocometric tse ikhethang.

Bophahamo ba Cortical bo khethoa ke litekanyo tse peli tse fapaneng tsa cortical sheet - surface area (SA), le cortical thickness (CT). Karolo e kaholimo ea lefatše le eona e na le sebaka se pepesitsoeng sa "cortical" kapa "convex hull area" (CHA), le sebaka sa cortex se patiloeng ka sulci. Tekanyo ea sulcation e ka lekanyetsoa ka ho bala "gyrification index" (GI) - karolelano lipakeng tsa kakaretso ea SA le CHA (Van Essen le Drury, 1997). Joalo ka CV (Schmitt et al., 2007), le phetoho ea CV (Brans et al., 2008), liketsahalo tsena tse fapaneng tsa neanoanatomical phenotypes, tseo hammoho li khethollang CV, kaofela li ka fetiseha haholo (Panizzon et al., 2009; Roger et al., 2010). Leha ho le joalo, li-qeto tsa CV tse fapaneng li nka sebopeho se ikhethileng (Rakic, 1995), liphatsa tsa lefutso (Panizzon et al., 2009; Raznahan et al., 2010ble selengChenn le Walsh, 2002) lits'ebetso tse kopantsoeng kaofela ka tekanyo e le 'ngoe ea CV. Mohlala, mafu a re (Raznahan et al., 2010a), mefuta e tloaelehileng ea liphatsa tsa lefutso (Joyner et al., 2009), le liphetoho tsa tikoloho (Paka ea HJ, 2009) kaofela li ka ba le litlamorao tse fapaneng bakeng sa likarolo tse fapaneng tsa CV.

Leha ho na le CHA, GI, SA le CT e 'ngoe le e' ngoe e nang le tlhaiso-leseling e ikhethang, ke CT feela e ithutileng nako e telele (Shaw le al., 2008). Hangata, ha ho tsejoe hanyane mabapi le hore na liphetoho tsa CHA, GI, SA le CT li sebetsa joang ha nako e ntse e ea ho theha tloaelo ea CV (Giedd et al., 1999), kapa phapang ea nts'etsopele ea CV lipakeng tsa lihlopha tse hlalositsoeng ke boemo ba thobalano kapa bokuli (Giedd le Rapoport, 2010). Boiteko ba ho ikarola ba CV bo hlahisitse litholoana tse sa lumellaneng (Salat et al., 2004; Ostby et al., 2009).

Haeba liphetoho ho CT le SA (le ka hare ho SA - CHA le GI) li kenya letsoho phetohong ea CV e fapaneng joalo ka ts'ebetso ea kholo le thobalano, phetoho ea CV e arohanang e ba mohato oa bohlokoa ho iseng kutloisisong e ntlafetseng ea ts'ehetso ea kotlo ea bophelo bo botle le mafu (Geschwind le Konopka, 2009). Ka hona re sebelisitse database e kholo ka ho fetisisa e tsejoang ea tlhabollo ea boko, ho supa litšupiso tsa thuto ea maikutlo bakeng sa likarolo tse fapaneng tsa boko tse hlalosang CV, le ho bona hore na liphetoho lipakeng tsa thepa ena ea boko li kenya letsoho ho CV ka mokhoa o fapaneng le lilemo le thobalano.

Lisebelisoa le mekhoa

Re kentse kakaretso ea 1274 ea bokhoni ba bokhoni ba bongoaneng, e nkiloeng ho basali ba phetseng hantle ba 647 (batho ba 319 / scans ea 607) le banna (328 people / 667 scans) lipakeng tsa lilemo tsa 3 le 30 lilemo [Lits'ebetso tsa karolo li kenyelelitsoe ho Lethathamo 1]. Lits'oants'o tsohle tsa sMRI e ne e le lifoto tsa T-1 tse boima bo nang le maseke a 1.5 mm axial, le linomoro tsa 2.0mm coronal, tse fumanoeng ho 1.5-T General Electric (Milwaukee, WI) Signa scanner e sebelisang 3D gradient e senyehileng e hopotseng tatelano ea echo. Sekolo se seng le se seng se ne se sebetsoa ho sebelisoa mokhoa o netefalitsoeng hantle o bileng o sebetsang ka botlalo bakeng sa tlhahlobo ea MRI (Im et al., 2008) e lekanyang kakaretso ea CV, 'me e thehe moralo oa 3 oa sebopeho sa polasetiki e tsoang ho eona; bolela CT ho pholletsa le lintlha tse ka bang 80,0000 (li-vertices) holim'a cortical; kakaretso SA; kakaretso ea CHA; le GI.

 

Lethathamo 1

Litšobotsi tsa Barupeluoa

Re sebelisitse mefuta e tsoakaneng (Pinheiro le DM, 2000) ho hakanya litlamorao tse sa fetoheng tsa lilemo, thobalano le litšebelisano lipakeng tsa mantsoe ana, ka tekanyo e ngoe le e ngoe. Mantsoe a nang le litlamorao tse hlophisitsoeng ka har'a lelapa le ka ts'epo ea motho ea ho shebella. Kahoo, (ho sebelisa kholo ea li-cubic CT le lilemo joalo ka mohlala), CT bakeng sa nako ea kth ea lelapa la jth e ile ea etsisoa joalo ka:

CT_ijk = Intercept + d_i +d_ij + ß₁(thobalano) + ß₂(lilemo) + ß₃(lilemo²) + ß₄(lilemo³) ß₅(thobalano * lilemo) + ß₆(thobalano * dilemo²) + ß₇(thobalano * dilemo³) + e_ijk

Bakeng sa index e 'ngoe le e' ngoe ea morphometric e khahlisang, tlhahlobo ea F e ile ea sebelisoa pele ho bona hore na mofuta oa kholo ea "cubic" quadratic kapa linear o lumellana hantle le datha. Teko ea Ratio ea Likelihood e ile ea sebelisoa ho fumana hore na mohlala o kenyeletsa litšebelisano lipakeng tsa lilemo tsa botona le botšehali o boletse esale pele phapang e kholo haholo tekanyo ea thahasello ha e bapisoa le mohlala o bobebe ho kenyelletsa mantsoe a lilemo feela le phello e kholo ea thobalano. "sebopeho" se neng se batla se lekana se ne se fapane haholo pakeng tsa ba batona le ba batšehali). Nako eohle ha ho sa fumanoe karohano ea thobalano e tebileng ka sebopeho sa bothata ba ho hola, tlhahlobo ea bobeli ea monyetla oa Rateo e ne e sebelisetsoa ho fumana hore na mohlala o kenyeletsa lilemo le phello e kholo ea thobalano e bontsitse phapang e kholo haholo tekanyong ea thahasello ha e bapisoa le mohlala ho kenyelletsa mantsoe a lilemo a le mong (ke hore, haeba "curli" ea "bolelele" e ne e fapane haholo pakeng tsa ba batona le ba batšehali). Mefuta eohle e ne e sebelisoa ho sebelisoa lilemo tsa "mean-katikati" e le hore nako ea thobalano e ka bua ka phello ea mantlha ea thobalano ho lilemo tse nang le botona (13.11 yrs) ho fapana le zero. Bakeng sa li-indices tsa morphometric tse ileng tsa latela li-trajectories tsa nts'etsopele tse se nang moeli, "lilemo-ka holimo" li ile tsa khethoa ka ho rarolla tlhaiso ea pele ea lenane la kholo ea tlhahiso e neng e hlalositsoe bakeng sa index ea morphometric e sebelisang mofuta o tsoakaneng.

Bakeng sa ho hlakola tlatsetso e lekanyelitsoeng ea phetoho ea CT le SA ho phetoho ea CV, le ea phetoho ea GI le CHA ho phetoho ea SA - re fetotse li-trajectories tsa kholo bakeng sa mohato o mong le o mong ho ba li-trajectories tsa phetoho ea liperesente. Haeba cortex e nkuoa e le leqephe, CV ke sehlahisoa sa CT le SA. Ha ho fanoa ka sena, phetoho ea CV ea liperesente ke kakaretso ea liphetoho tsa liperesente ho CT le SA. Ka mokhoa o ts'oanang, kaha SA e le sehlahisoa sa CHA le GI, phetoho ea liperesente tsa SA ke kakaretso ea liphetoho tsa liperesente tsa CHA le GI. Likamano tsena li ka sebelisoa ho hlakola tlatsetso e lekanang ea liphetoho ho CT, SA, CHA le GI ho liphetoho CV.

Results

Ka ho ngola charting ea CV ea pele ka lilemo tsa banna le basali.Fig1], re phethile lipatlo tsa rona tsa pejana ka sampole e nyane (Lenroot et al., 2007) hore; CV e latela mofuta oa li-cubic trajectory (F_2,629 = 64.7, p <0.0001) e nyolohang bongoaneng / bongoaneng pele ho nako e fokotseha ka lebelo le fokotsehang pele e tsitsisoa ho 3^rd lilemo tse leshome tsa bophelo; CV e felletseng e kholo ho banna le basali (t = 14, p <0.00005); 'Me li-trajector tsa CV li na le dimorphic tsa thobalano [Likelihood Ratio (LR) = 18, p = 0.0002], e kenang hamorao ho banna (9.3 yrs) ho feta basali (8 yrs). Liqeto tse peli tsa CV - CT le SA- ka bobeli le tsona li latela inverted-U cubic trajectory (F_2,629= 12.8, p <0.0001 le F_2,629= 66.8, p <0.0001 ka ho latellana), e nyolohang pejana bakeng sa CT ho feta bakeng sa SA ho banna le basali. Libopeho tsa trajectory le litekanyetso tsa ho fihlella-sehlohlolong ke dimorphic tsa thobalano bakeng sa SA (phapang ea tsela: LR = 32.9, p <0.0001 / peak = 9.7 yrs banna khahlanong le basali ba 8.1 yr), empa eseng CT (LR = 0.45, p = 0.8 / peak = 8.6 yrs banna le basali ba 8.4 yrs). Liqeto tse peli tsa SA - CHA le GI - le tsona ka bobeli li latela li-traicories tse inverted-U [CHA (F_2,629= 26.2, p <0.0001), GI (F_2,629= 28.9, le <0.0001)]. Libopeho tsa trajectory e ne e le dimorphic ea thobalano bakeng sa bobeli ba CHA (LR = 27.4, p <0.0001), le GI (LR = 11.1, p = 0.01). Sebaka se koahetsoeng ka sekhukhu se eketseha ka matla ho tloha lilemong tsa 3 ho banna le basali, empa se fihla sehlohlolong hamorao ho banna (15.2 yrs) ho feta basali (11.8 yrs). Ka lehlakoreng le leng, litekanyetso tsa GI tsa tlhoro li etsahala moeling o tlase oa lilemo tsa rona ho ba batona le ba batšehali, mme li fokotsehe butle kamora moo. Ka bobeli CHA (t = 15.7, p <0.00005) le GI (t = 4.8, p <0.00005) li kholo ho banna ho feta basali. Nakong ea lilemo tse ithutiloeng, likhakanyo tse hakantsoeng tsa sehlopha sa banna le basali ha li kopane bakeng sa CV, CT, SA, CHA kapa GI.

 

Setšoantšo sa 1

Li-Trajectories tsa Nts'etsopele tsa Buka ea Cortical le e 'ngoe le e' ngoe ea likarolo tsa eona ho Ba batona le ba batšehali

Ho supa hamolemo menehelo ea CT le SA ho phetoho ea CV, le CHA le GI ho phetoho ea SA, re rerile phetoho ea liperesente tsa selemo le selemo bakeng sa e 'ngoe ea mehato ena khahlano le lilemo [Setšoantšo sa 2]. Setšoantšo sa 2a e senola hore leha keketseho ea CV e potlakileng nakong ea bongoana e tsamaisoa ka mokhoa o tšoanang ke liphetoho ho CT le SA ho basali, hoo e ka bang 2 / 3 ea phetoho ea CV ho banna e tlalehiloe ke SA. Hape, ho pholletsa le lilemo tsa lilemo tse ithutoang, liphapang tsa ho kopanela liphate phetohong ea CV li hlaha ka lebaka la liphapang tsa thobalano ka moo SA ho fapana le ho fetoha ha CT ka lilemo. Hobane tempo ea lefutso la CT e fapana hanyane lipakeng tsa bong, ho phahama ho hoholo le ho tsoelang pele ha SA ho banna (e lateloang ke tahlehelo e tlase ea SA), e fetolelang tlhoko e nyane ea CV e amanang le basali (e lateloe ke tahlehelo ea CV e liehang). Setšoantšo sa 2b e bonts'a hore lintlha tse tsamaisang phapano ena ea thobalano le maemo a ho tona ho SA li fapana le lilemo. Phapang pakeng tsa botona le botšehali ka tekanyo ea keketseho ea SA nakong ea bongoana le eona e tlatsetsoa ka ho fapana ha thobalano ho CHA le GI, empa ha nako e ntse e feta, ho fapana ha thobalano le botona kapa botšehali ho GI e fetoha karolo e nyane ea karohano ea thobalano le phetoho ea SA. Kahoo, ntle le lilemo tsa 12.9 yrs (ha GI e fetoha li-trajectories ho banna le basali ba kopana), liphapang tse mabapi le phetoho ea thobalano ho SA li batla li ikarabella ho CHA. Leha ho le joalo, ho batona le ba batšehali, CHA e lahleheloa ke tlaleho ea karolo e nyane ea tahlehelo ea bongoaneng ea SA ho feta phokotso ho GI.

 

Setšoantšo sa 2

a) Phetoho ea liperesente ho Cortical Volume (CV), Thickness (CT) le Surface Area (SA) e Thehiloe Khahlanong le Botho bakeng sa Banana le Basali: Menehelo e amanang le CT le SA ho CV e eketseha bongoaneng ke tlhabollo ea botona le botšehali. Phapang pakeng tsa thobalano le molumo oa molumo le ...

Puisano

Boithuto ba rona bo bontsitse ka lekhetlo la pele hore na liphetoho tsa maturational le pono ea thobalano ea CV li hlaha joang ka har'a papali e rarahaneng ea likarolo tse fapaneng tse fapaneng tsa anatomy. "Ha se liphetoho tsohle tsa CV tse entsoeng ka ho lekana", hobane phetoho ea CV e entsoe ka tsela e fapaneng ka liphetoho ho CT, CHA le GI, ho ipapisitsoe le karolo ea thobalano le tlhabollo e ntseng e hlahlojoa. Ho tseba ka ho ikarola hona ho lumella ho fokotseha le ho hocha hoa liphatsa tsa lefutso le tikoloho tse tlatsetsang ho fapana lipakeng tsa tlhaho le tlhabollo ea methapo. Mohlala, lithuto tsa "" "dimorphic brain anatomy" tse sebetsang hantle ho batho ba phetseng hantle ha li sa tsoa tsoa papisong ea mehato ea volumetric, ho tsepamisa maikutlo holima phapang pakeng tsa thobalano le phallo ea kelello ea volumetric.Lenroot et al., 2007). Joale re bonts'a hore tlhabollo ea botona le botšehali ho matla a CV ea boits'oaro ka boeona ke thepa e hlahang ea ntlafatso ea likamano tsa botona le botšehali ho CHA (e fapaneng le boholo ba boko ba radial), ho fapana le boemo ba "cortical folding" (e boletsoeng ke GI) kapa CT. Ka ho khetheha, liphapang tsa ho fapana ha botona le botšehali ho fetohang ha CV le botsofaling li tsamaisoa haholo ke tlhoro e liehang le ho theoha butle ha boleng ba CHA ho banna ha ho bapisoa le ba batšehali. Ntle le moo, kaha re hloleha ho fumana phapang e tebileng ea thobalano e amanang le phetoho ea mofuta o akaretsang oa CT, boithuto ba rona bo fana ka maikutlo a hore tse ling, tse sa amaneng le maikutlo, tse hlalosang boholo ba boko ba radial li tlameha ho ba tlasa tlhabollo ea CHA ka tlhabollo ea dimorphic CHA le CV. Kahoo, mehato e latelang ea bohlokoa ea ho hlakola liphapang tsa thobalano ka nako ea phetoho ea CV e tla ba (i) ho etsa lipatlisiso tsa nako e telele hore na mahlaseli a mahlaseli a methapo ea methapo a tlasa phetoho ea seaparo sa cortical a le lilemo li kae, le (ii) a ntan'o theha hore na liphapang tsa thobalano li sena setsi sa radial se hlaha ka lebaka la liphetoho tsa kholo bonyenyaneng ba ntho e tšoeu ea kokoana-hloko, ntho e bohlooho-bohlootho ba mokokotlo le 'mele oa cerebrospinal.

Liphetho tsa rona li na le liphetho tsa bohlokoa bakeng sa lithuto tsa bokamoso ba ntlafatso ea boko. Mohlala, ho thehiloe hantle hore banna ba kotsing e kholo ho feta ea basali bakeng sa autism ea bongoana, le hore ho hlaha ha boteng ho tloha bongoaneng ho amana ka matla le kholofalo ea CV (Raznahan le Bolton, 2008). Karolo ea rona ea ntlafatso ea CV joale e bonts'a hore na likarolo tse peli tsa mantlha tsa ASD phenotype li ka hlahisoa joang ka nako e le 'ngoe ke poleloana (empa e ka hlahlojoa) ea hore lintlha tsa kotsi tsa ASD li sebetsa ka derailing SA (ho fapana le CT). Setšoantšo sa 2a e bontša hore na ke hobaneng ha phapanyetsano ea SA e ka lebelloa ho ba le tšusumetso e kholo ntlafatsong ea CV nakong ea bongoana, le ho banna ho fapana le basali. Leseli le joalo le supa tataiso e sa hlokeng letho hantle lithutong tsa tlhaho tsa maemo a amanang le phepo e matla haholo joaloka autism, ka lebaka la hore litšusumetso tsa liphatsa tsa lefutso ho CT le SA li tsejoa li sa tsamaellane haholo (Panizzon et al., 2009), mme e fetoloe ka mokhoa o fapaneng ka phapang ea phapang e teng liphatseng tsa lefutso tse behiloeng bakeng sa tlhabollo ea kholo (Joyner et al., 2009). Seo re se fumaneng se boetse se fana ka bopaki bo matla ho fihlela joale ba ho tsebahatsa liphetoho tse ikhethileng tsa likarolo tse fapaneng tsa CV mefuteng ea mafu li ka thusa ho "qala" litlotla tsa nts'etsopele. Mohlala, hobane re fumana hore tlhoro e phahameng ea GI e fihlella nakong ea bongoana kapa e sa le pele (e fetohang le lithuto tsa mehleng ea khale tsa mehleng ea khale (Kochunov et al., 2010)), phapang e mabapi le cortical gyration e hlaha e le lets'oao le nang le thuso la fensetere ena ea bohlokoa ea ntlafatso ea pele.

Lintho tseo re li fumaneng li lokela ho nahanoa ka mehako e itseng. Taba ea mantlha, ho sebelisitsoe mekhoa ea ho khetholla nakong eo motho e mong a kenang molemong oa ho hira (e qaqileng ho (Giedd et al., 1996)) ho fokotsa lintho tse ka 'nang tsa ferekanya tse kang nalane ea hae kapa ea lelapa ea bokuli ba kelello kapa kholofalo ea kholo. Melemo e tlisoang ke ho matlafatsa bonnete ba sampole ea rona e kholo e tlameha ho lekanngoa ha ho e-na le mathata a teng a khethollo ea khetho ea lekunutu bakeng sa litšoaneleho tse ling hape tse ka amanang le phapang ea kholo ea kholo ea kelello, joalo ka IQ. Taba ea bobeli ke hore, leha thuto ea rona e le ea pele ea ho bonts'a mekhoa e tsoetseng pele ea tlhaiso-leseling ea CV ka tatellano, ha rea ​​khona ho hlahloba hore na ho fapana ka liphatsa tsa lefutso le tikoloho ho ka sebetsa joang le ho sebelisana ka nako ea nts'etsopele ho hlahisa mofuta o mong le o mong oa mathata a hlalositsoeng. Taba ea boraro, e le hore re arabe potso ea rona mabapi le hore na liphetoho tse teng ho CT, CHA le GI li kenya letsoho joang phetohong ea CV, likhakanyo tsa phetoho e phethahetseng ea anatomical bakeng sa e 'ngoe ea mehato ena e fapaneng e ile ea tlameha ho fetoloa ho fetoha metric e tloaelehileng le e bapisoang ea peresente. Phetoho e felletseng e kanna ea ba mofuta oa phenotype o loketseng ho feta phetoho ea liperesente ka sepheo sa ho araba lipotso tse fapaneng mabapi le liphetoho tsa nts'etsopele ea anatomy ea boko. Karolo ea bone ea likarolo tse ngata tsa CV tse hlahlobiloeng thutong ea rona li ka fokotsoa haholo (mohlala, liphetoho tsa boholo ba likarolo tse fapaneng tsa Cortical tse kenyang letsoho ho CT, liphetoho lipakeng tsa bolelele ba sulcal bolelele joaloka bafani ba GI), 'me sena e tla ba sepheo sa bohlokoa bakeng sa mosebetsi oa kamoso e le mekhoa ea ho fumana sMRI le ho e sebetsa e tsoela pele ho hatela pele.

Leha ho na le meeli ena, thuto ea rona e bonts'a ka lekhetlo la pele hore na li-CV tse ikhethileng li ikhethile joang phetohong ea CV ka mokhoa o fapaneng haholo joalo ka ts'ebetso ea thobalano le kholo ea kholo. Tsebo ea ho ikarola hona ho lumella lipotso tsa nako e tlang mabapi le lisosa le litlamorao tsa ho fetoha ha mmele oa cortical ho botsoa ka mekhoa e sebetsang haholoanyane.

lumela hore baa fokola

Mongolo o botlaaseng ba leqephe

References