Spatial Dynamic Subspaces Encode Sex-Specific Schizophrenia Disruptions in Transient Network Overlap and Their Links to Genetic Risk
Armin Iraji
Jiayu Chen
Noah Lewis
Mukesh Dhamala
Tulay Adali
Vince D. Calhoun
空間的動的サブスペースは、一時的なネットワーク重複における性別特異的統合失調症の混乱と遺伝的リスクとの関連をコード化する
背景
統合失調症の研究では、発症率、症状、遺伝的リスク要因、脳機能に性差があることが明らかになっています。しかし、統合失調症の脳機能における性別特有の変化については、まだ知識のギャップが残っています。統合失調症は連結不全症候群と考えられていますが、脳ネットワークの動的な統合と分離については十分に理解されていません。安静時機能的磁気共鳴イメージングの最近の進歩により、脳ネットワークが時間とともに空間的に進化する現象である空間ダイナミクスを研究できるようになりました。しかし、信号対雑音比が低いこと、短時間の情報が限られていること、ネットワークの識別が不確実であることなどから、時間分解ネットワークの推定は依然として困難です。
方法
私たちは、統合失調症患者 193 名と対照群 315 名を対象に、時間分解ネットワークとその動的空間統合および分離を捉えるために、参照情報に基づくネットワーク推定手法を採用しました。私たちは、時間分解空間機能ネットワーク接続性、つまりネットワーク空間結合の推定値に焦点を当て、統合失調症における性別特有の変化とゲノムデータとの関連性を研究しました。
結果
私たちの研究結果は、不連結性および神経発達の仮説、および小脳-視床-皮質、三重ネットワーク、および前頭頭頂の不連結性モデルと一致しており、それらの統合に役立っています。統合の可能性は、根底にあるメカニズムの新たな理解をもたらします。特に、後方デフォルト モード/サリエンス空間機能ネットワーク接続は、グローバル ネットワーク統合が最も高い状態で性別特有の統合失調症の変化を示し、統合失調症の遺伝的リスクと相関しています。この機能不全は、対応するネットワークへの機能的接続が弱い領域に反映されています。
結論
私たちの方法は、空間的に動的なネットワークを効果的に捉え、性別特有のものも含めた微妙な統合失調症の影響を検出し、動的な情報とゲノムデータとの複雑な関係を明らかにすることができます。また、この結果は、動的な空間依存性と弱い接続性の臨床的可能性を強調しています。
