Hierarchical reorganization of cortical and cerebellar functional gradients in Parkinson's disease.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

GirişParkinson hastalığı (PD), heterojen klinik belirtileri olan yaygın bir hareket bozukluğudur ve titreme baskın sunumları, bazı hastalarda klinik farklılaşmayı karmaşıklaştıran esansiyel titreme (ET) ile örtüşebilir. Fonksiyonel gradyan analizi makro ölçekli beyin hiyerarşik organizasyonunu karakterize etmek için sürekli bir çerçeve sağlar ve hastalık karakterizasyonu için aday görüntüleme özellikleri sunabilir.Metodlarİlk olarak idiyopatik PD ve 33 sağlıklı kontrole sahip 50 hastada yüzey tabanlı dinlenme durumu fonksiyonel önlemleri ve serebral perfüzyonu araştırdık. Daha sonra 17 hastadan fonksiyonel MRI verilerini birleştirerek kortikal ve serebellar fonksiyonel gradyanlardaki değişiklikleri inceledik ve iki bozukluğu ayırt etmedeki potansiyel yararlarını değerlendirdik. Grup karşılaştırmaları, gradyan aralığı ve varyans analizleri, ağ düzeyinde analizler ve çok sınıflı destek vektör makinesi sınıflandırması gerçekleştirildi.ResultsPD'li hastalar hem kortikal hem de serebellar Gradient 1 ve Gradient 2'de yaygın anormallikler gösterirken, ET'li hastalar daha az kortikal değişiklik ve önemli serebellar gradyan anormallikleri göstermedi. Grup düzeyinde, hem PD hem de ET daha geniş kortikal gradyan aralıkları gösterdi; Bununla birlikte, yalnızca PD, bireysel seviye gradyan aralığını ve varyansını önemli ölçüde artırdığını gösterdi. Ağ düzeyindeki analizler, PD'deki sensorimotor ve daha yüksek dereceli ilişkisel sistemler arasında belirgin hiyerarşik yeniden dağıtımını daha da ortaya çıkarırken, ET nispeten sınırlı değişiklikler gösterdi. Kortikal ve serebellar Gradient 1 ve Gradient 2 özelliklerinin kombine kullanımı, mevcut veri kümesi içinde ayrımcı performans gösterdi; alıcının altında, sağlıklı kontroller için 1.000, PD için 0.960 ve ET için 0.889 karakteristik eğri değerleri çalışıyordu. Shapley katkı açıklamaları (SHAP) analizi, hem serebral hem de serebellar gradyan özelliklerinin sınıflandırmaya katkıda bulunduğunu, PD'de ET'den daha geniş özellik içerdiğini göstermiştir.Bu bulgular, PD'nin, ET'de gözlemlenen nispeten sınırlı değişiklikleri aşan kortikal serebellar fonksiyonel hiyerarşinin kapsamlı bir şekilde bozulması ile karakterize olduğunu göstermektedir. Fonksiyonel gradyanlar bu nedenle PD ile ilişkili hiyerarşik yeniden yapılanmayı karakterize etmek ve ET'den PD'nin keşifsel farklılaşması için aday görüntüleme özellikleri sağlayabilir.

Özgün kaynak özetini okuyun

IntroductionParkinson's disease (PD) is a common movement disorder with heterogeneous clinical manifestations, and its tremor-predominant presentations may overlap with essential tremor (ET), complicating clinical differentiation in some patients. Functional gradient analysis provides a continuous framework for characterizing macroscale brain hierarchical organization and may offer candidate imaging features for disease characterization.MethodsWe first investigated surface-based resting-state functional measures and cerebral perfusion in 50 patients with idiopathic PD and 33 healthy controls. We subsequently incorporated functional MRI data from 17 patients with ET to examine alterations in cortical and cerebellar functional gradients in PD and ET and to evaluate their potential utility for distinguishing the two disorders. Group comparisons, gradient range and variance analyses, network-level analyses, and multiclass support vector machine classification were performed.ResultsPatients with PD showed widespread abnormalities in both cortical and cerebellar Gradient 1 and Gradient 2, whereas patients with ET exhibited fewer cortical alterations and no significant cerebellar gradient abnormalities. At the group level, both PD and ET showed broader cortical gradient ranges; however, only PD demonstrated significantly increased individual-level gradient range and variance. Network-level analyses further revealed pronounced hierarchical redistribution between sensorimotor and higher-order associative systems in PD, while ET displayed relatively limited alterations. The combined use of cortical and cerebellar Gradient 1 and Gradient 2 features showed discriminatory performance within the present dataset, with area under the receiver operating characteristic curve values of 1.000 for healthy controls, 0.960 for PD, and 0.889 for ET. Shapley additive explanations (SHAP) analysis indicated that both cerebral and cerebellar gradient features contributed to classification, with broader feature involvement in PD than in ET.DiscussionThese findings suggest that PD is characterized by extensive disruption of cortical-cerebellar functional hierarchy, exceeding the relatively limited alterations observed in ET. Functional gradients may therefore provide candidate imaging features for characterizing PD-related hierarchical reorganization and for exploratory differentiation of PD from ET.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.