نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی پزشکی- دانشگاه تربیت مدرس

2 گروه مهندسی پزشکی-بیوالکتریک، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.22041/ijbme.2020.123742.1582

چکیده

اختلال طیف اوتیسم نوعی اختلال عصبی رشدی است که با اختلال در ارتباطات اجتماعی و رفتارهای محدود و تکراری خود را نشان می‌دهد. تصویربرداری تشدید مغناطیسی ابزاری غیر تهاجمی و قدرتمند برای بررسی تغییرات در ساختار، عملکرد و متابولیسم مغز کودکان مبتلا به اوتیسم و معرفی نشانگرهای زیستی مفید فراهم می‌کند. مطالعه مقایسه‌ای بین افراد مبتلا به اوتیسم و کنترل با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی درک باارزشی از تفاوت در عملکرد مغز فراهم می‌کند. امروزه با استفاده از آنالیز ارتباطات عملکردی پویا مشخص شده است که ارتباطات عملکردی مغزی ماهیتی پویا داشته و الگوهای گذرایی (“state”) را از خود نشان می‌دهند که در طی زمان تکرار می‌شوند. در این مطالعه مقایسه‌ای که بین دوگروه مبتلا به اوتیسم و کنترل انجام شد از داده تصویربرداری تشدید مغناطیسی حالت استراحت دانشگاه ایالت سن دیگو استفاده گردید تا ارتباطات درون و بین شبکه‌ای مغزی و همچنین ارتباط سن و نمرات مربوط به پاسخ‌دهی اجتماعی (نمره‌ای برای اندازه‌گیری خواص اوتیستیکی) با قدرت ارتباطات بین نواحی بررسی شوند. این اهداف برای همه stateهای آنالیز ارتباطات عملکردی پویا اجرا شد. افراد مبتلا به اوتیسم، state با ارتباط درون و بین شبکه‌ای کمتر را بیشتر تجربه کردند. همچنین، کاهش جدایی شبکه مد پیش‌فرض از دیگر شبکه‌های عملکردی به عنوان یک ویژگی رایج در بیشتر stateها پدیدار شد. برای گروه مبتلا به اوتیسم، با افزایش سن قدرت ارتباط بین شبکه‌های بینایی و شنوایی کمتر شد. در گروه اوتیسم نسبت به کنترل، رابطه خواص اوتیستیکی با قدرت ارتباطی شبکه‌های مخی، شنوایی و بینایی با شبکه شناختی-کنترلی مثبت‌تر شد. همه این نتایج بیانگر تفاوت‌هایی بین ارتباطات بین شبکه‌های مغزی دو گروه مبتلا به اوتیسم و کنترل و تاثیر سن بر این تفاوت‌ها است و این تفاوت‌ها با کمک آنالیز ارتباطات عملکردی پویا بهتر تمیز داده می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Extraction of Significant Differences between Autism Spectrum Disorder and Typically Control Groups through Brain Intra/Inter Network Connectivity Analyses in Transient States and by Considering Age and Social Responsiveness Score

نویسندگان [English]

  • Babak Mohammadzadeh Asl 1
  • Alireza Talesh Jafadideh 2

1 Tarbiat Modares University

2 Biomedical Engineering Department, Electrical and Computer Engineering Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Autism spectrum disorder (ASD) is a highly prevalent neurodevelopmental disorder characterized by impaired social communication and restricted and repetitive behaviors. Comparison study between ASD and typically control (TC) subjects through magnetic resonance imaging (MRI) provides valuable understanding for differences in brain function. Recently, through dynamic functional connectivity (DFC) analysis, it is found that brain functional connectivity possesses dynamic nature and shows transient connectivity patterns (“states”) repeating over time. In this comparison study between ASD and TC, we employed the rest functional MRI (rfMRI) data of San Diego State University (SDSU) of ABIDE II database to examine the brain intra and inter network connectivity and also to investigate the relations of age and social responsiveness scale (SRS) score (score measuring autistic traits) to brain inter regions connectivity strength. These aims were implemented in all DFC states. The ASD subjects experienced more the state with les intra and inter network connections. Further, the DMN segregation reduction from other functional networks emerged as a common them. Furthermore, in ASD, the connection strength between auditory and visual networks was decreased by increasing the age. In ASD, the SRS has more positive relation to connectivity strength existing between cerebellar, auditory, visual networks and cognitive control network in comparison to TC. All these results demonstrate that some differences exist in brain network connection of ASD in comparison to the TC subjects and these difference can be more distinctively revealed by employing DFC analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rest Functional Magneto Resonance Imaging (rfMRI)
  • Dynamic Functional Connectivity (DFC)
  • Autism Spectrum Disorder (ASD)
  • Typical Control (TC)