Forbindelse af prikkerne for at låse op for hjernestruktur

Kortlægning af genetisk påvirkning af forbindelser mellem neurale netværk kan føre til en bedre forståelse af hjernens organisering og adfærd.

En gennemgang af den seneste udvikling inden for statistiske metoder har fremhævet bredden og vanskeligheden ved udfordringer, der forhindrer ny indsigt fra neurobilleddata, med det endelige mål en mere omfattende model af hjernens struktur og funktion.

Den menneskelige hjerne er et hovedfokus for forskning, med forskere, der er afhængige af statistiske metoder til at drage konklusioner fra neuroimaging -undersøgelser. Alligevel er meget om hjernens struktur og funktion stadig dårligt forstået.

Det nye felt af connectome genetik, som søger at identificere de genetiske faktorer, der påvirker hjernens forbindelse, kan kaste lys over kognitive funktioner og hjerneaktiviteter på højt niveau, såsom hentning af hukommelse og beslutningstagning, samt diagnosticering og behandling af neurologiske og psykiske sygdomme.

Dette førte Hernando Ombao fra KAUST, i samarbejde med Dustin Pluta og Zhaoxia Yu fra University of California, i USA, og forskere i Kina, at foretage en gennemgang af de nuværende statistiske metoder, der anvendes i connectome genetik med henblik på at identificere nye og forbedrede metoder til analyse og fortolkning af billeddannelsesgenetiske data.

"Kognitive funktioner på højere niveau afhænger af interaktion og overførsel af information mellem mange lokaliserede områder i hjernen, så der er behov for at studere den potentielle rolle genetik spiller i hjernens funktion, og især i forbindelse med hjernen, " forklarer Ombao.

På trods af betydelige teknologiske og metodologiske fremskridt i de seneste år, såsom fremkomsten af ​​teknikker som funktionel magnetisk resonansbilleddannelse og elektroencefalogrammer, billeddannelsesgenetiske undersøgelser er stadig vanskelige og dyre at designe, implementere og analysere.

På grund af de høje omkostninger og den nødvendige tid, en enkelt neuroimaging undersøgelse er ofte kun i stand til at indsamle data fra nogle få hundrede forsøgspersoner, gør identifikation af forhold mellem datasæt til en stor beregningsmæssig og statistisk udfordring.

"Det er vigtigt for statistikere og neurovidenskabsfolk at arbejde tæt sammen for at udvikle nye statistiske metoder og eksperimentelle designs, der kan løse de videnskabelige spørgsmål, der har størst interesse og effektivt udnytte eksisterende viden til at forbedre modelleringsstrategier, "siger Ombao.

"Vores håb er at engagere flere kvantitative forskere til at blive interesseret i dette område og bidrage til at uddybe vores forståelse af genetikkens roller for hjernens funktion og adfærd, "siger Ombao.