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 thumb|upright=4|center|text-top|110 egészséges, 25-36 év közötti, jobbkezes férfi alany átlagos összeköttetéseit és kérgi mérőszámait mutató konnektogram. thumb|A konnektogram különböző körgyűrűiben lévő metaadatok értelmező kulcsa
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.
thumb|Agyak, a konnektom külső gyűrűje szerinti színezésben. 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.
center|A videó körbejárja a konnektogramot, egy-egy régióból kiinduló kapcsolatokat mutatva, majd átlépve a következő régióra.
Klinikai felhasználása thumb|left|text-top|upright=1.5|A klinikai gyakorlatban is alkalmazott, Phineas Gage híres esetét ábrázoló konnektogram. Gage 1848-ban túlélte, hogy egy nagy vasrúd keresztülhatolt a koponyáján és az agyán. A konnektogram kizárólag a valószínűsíthetően károsodott részeket mutatja.
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: thumb|center|top|upright=1.5| Egészséges kontrollalany konnektogramja, mely a standard konnektogramban nem szereplő, öt további csúcsponti adatot tartalmaz. Kívülről befelé a koncentrikus körök a következőket jelképezik: agykérgi terület, a szürkeállomány térfogata, felszíne, az agykéreg vastagsága, görbülete, a konnektivitás foka, a csúcspont „erőssége” (a súlyok összege), közöttiségközpontiság, ekcentrikusság, nodális hatékonyság és sajátvektor-centralitás. a konnektivitás foka és a csúcspont erőssége között egy üres gyűrű található.
Agyi régiók és rövidítéseik Rövidítés A konnektogramban található régió ACgG/S Anterior part of the cingulate gyrus and sulcus ACirInS Anterior segment of the circular sulcus of the insula ALSHorp Horizontal ramus of the anterior segment of the lateral sulcus (or fissure) ALSVerp Vertical ramus of the anterior segment of the lateral sulcus (or fissure) AngG Angular gyrus AOcS Anterior occipital sulcus and preoccipital notch (temporo-occipital incisure) ATrCoS Anterior transverse collateral sulcus CcS Calcarine sulcus CgSMarp Marginal branch (or part) of the cingulate sulcus CoS/LinS Medial occipito-temporal sulcus (collateral sulcus) and lingual sulcus CS Central sulcus (Rolando’s fissure) Cun Cuneus FMarG/S Fronto-marginal gyrus (of Wernicke) and sulcus FuG Lateral occipito-temporal gyrus (fusiform gyrus) HG Heschl’s gyrus (anterior transverse temporal gyrus) InfCirInS Inferior segment of the circular sulcus of the insula InfFGOpp Opercular part of the inferior frontal gyrus InfFGOrp Orbital part of the inferior frontal gyrus InfFGTrip Triangular part of the inferior frontal gyrus InfFS Inferior frontal sulcus InfOcG/S Inferior occipital gyrus and sulcus InfPrCS Inferior part of the precentral sulcus IntPS/TrPS Intraparietal sulcus (interparietal sulcus) and transverse parietal sulci InfTG Inferior temporal gyrus InfTS Inferior temporal sulcus JS Sulcus intermedius primus (of Jensen) LinG Lingual gyrus, lingual part of the medial occipito-temporal gyrus LOcTS Lateral occipito-temporal sulcus LoInG/CInS Long insular gyrus and central insular sulcus LOrS Lateral orbital sulcus MACgG/S Middle-anterior part of the cingulate gyrus and sulcus MedOrS Medial orbital sulcus (olfactory sulcus) MFG Middle frontal gyrus MFS Middle frontal sulcus MOcG Middle occipital gyrus, lateral occipital gyrus MOcS/LuS Middle occipital sulcus and lunatus sulcus MPosCgG/S Middle-posterior part of the cingulate gyrus and sulcus MTG Middle temporal gyrus OcPo Occipital pole OrG Orbital gyri OrS Orbital sulci (H-shaped sulci) PaCL/S Paracentral lobule and sulcus PaHipG Parahippocampal gyrus, parahippocampal part of the medial occipito-temporal gyrus PerCaS Pericallosal sulcus (S of corpus callosum) POcS Parieto-occipital sulcus (or fissure) PoPl Polar plane of the superior temporal gyrus PosCG Postcentral gyrus PosCS Postcentral sulcus PosDCgG Posterior-dorsal part of the cingulate gyrus PosLS Posterior ramus (or segment) of the lateral sulcus (or fissure) PosTrCoS Posterior transverse collateral sulcus PosVCgG Posterior-ventral part of the cingulate gyrus (isthmus of the cingulate gyrus) PrCG Precentral gyrus PrCun Precuneus RG Straight gyrus (gyrus rectus) SbCaG Subcallosal area, subcallosal gyrus SbCG/S Subcentral gyrus (central operculum) and sulci SbOrS Suborbital sulcus (sulcus rostrales, supraorbital sulcus) SbPS Subparietal sulcus ShoInG Short insular gyri SuMarG Supramarginal gyrus SupCirInS Superior segment of the circular sulcus of the insula SupFG Superior frontal gyrus SupFS Superior frontal sulcus SupOcG Superior occipital gyrus SupPrCS Superior part of the precentral sulcus SupOcS/TrOcS Superior occipital sulcus and transverse occipital sulcus SupPL Superior parietal lobule SupTGLp Lateral aspect of the superior temporal gyrus SupTS Superior temporal sulcus TPl Temporal plane of the superior temporal gyrus TPo Temporal pole TrFPoG/S Transverse frontopolar gyri and sulci TrTS Transverse temporal sulcus Amg Amigdala CaN farkosmag Hip Hippokampusz NAcc Nucleus accumbens Pal Pallidum Pu Putamen Tha Thalamus (talamusz) CeB Cerebellum (kisagy) BStem Brain stem (agytörzs)
Kapcsolódó szócikkek Konnektom Konnektomika Human Connectome Project Traktográfia
Fordítás
Jegyzetek
További információk
Kategória:Agyi képalkotó eljárások