Articulo de referencia

CONN (caja de herramientas de conectividad funcional)

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CONN es un software de procesamiento de imágenes multiplataforma basado en Matlab para el cálculo, la visualización y el análisis de la conectividad funcional en fMRI ( imágenes por resonancia magnética funcional ) en estado de reposo y durante la realización de tareas.

CONN está disponible como una caja de herramientas SPM , así como binarios precompilados para entornos MacOS/Windows/Linux, y su uso no comercial es gratuito.

Funcionalidad

CONN incluye una interfaz gráfica de usuario intuitiva para gestionar todos los aspectos de los análisis de conectividad funcional, [ 1 ] incluyendo el preprocesamiento de volúmenes funcionales y anatómicos, [ 2 ] la eliminación del ruido fisiológico y de movimiento del sujeto, [ 3 ] la eliminación de valores atípicos, [ 4 ] la estimación de múltiples medidas de conectividad y red, y la comprobación de hipótesis a nivel poblacional . Además, el proceso puede automatizarse mediante scripts por lotes.

Preprocesamiento y eliminación de ruido

El proceso de preprocesamiento de CONN incluye pasos diseñados para estimar y corregir los efectos derivados del movimiento del sujeto dentro del escáner (realineación), corregir las distorsiones espaciales debidas a inhomogeneidades en el campo magnético (corrección de la distorsión de susceptibilidad), corregir la desalineación temporal entre cortes (corrección de la sincronización de cortes), identificar posibles imágenes atípicas dentro de cada sesión de escaneo (identificación de valores atípicos), clasificar diferentes tipos de tejido de la anatomía de cada sujeto (segmentación) o alinear datos funcionales y anatómicos entre diferentes sujetos (normalización funcional o anatómica). [ 5 ] Además, la señal BOLD en la sustancia blanca y los ventrículos se puede utilizar para caracterizar posibles fuentes de ruido fisiológico y de movimiento, y el efecto combinado de estas y otras fuentes de ruido se puede eliminar de los datos funcionales para mejorar la robustez de las medidas de conectividad funcional. [ 6 ]

Estimación de la conectividad funcional

CONN calcula múltiples medidas de conectividad funcional, incluyendo coeficientes de correlación de Pearson transformados de Fisher entre las series temporales BOLD de diferentes regiones de interés (ROI), así como con cada vóxel del cerebro. También puede estimar la modulación de la fuerza de la conectividad funcional relacionada con la tarea dentro del escáner utilizando el Modelo Lineal General ponderado y modelos de Interacción Psicofisiológica generalizada . Además de las propiedades de las conexiones individuales, también se pueden analizar las propiedades de redes de conectividad más grandes utilizando medidas de teoría de grafos , análisis de componentes independientes y otras medidas a nivel de red. [ 7 ]

Análisis de grupo

CONN admite inferencias estadísticas de las propiedades de conectividad funcional de una población a partir de las propiedades observadas de sujetos individuales en una muestra más pequeña utilizando un marco de modelo lineal general multivariado y estadísticas de prueba de razón de verosimilitud . [ 8 ] Los análisis que combinan medidas de conectividad funcional de múltiples ROI o vóxeles también incorporan correcciones adicionales de comparaciones múltiples, como la tasa de falsos descubrimientos , métodos paramétricos basados ​​en la teoría de campos aleatorios continuos , [ 9 ] y estadísticas no paramétricas a nivel de clúster. [ 10 ]

Historia

CONN fue escrito por Alfonso Nieto-Castanon . Ha recibido el apoyo de los laboratorios Gabrieli y Ev del MIT , el laboratorio Guenther de la Universidad de Boston y el laboratorio PEN de la Universidad Northeastern . [ 11 ] La primera versión de CONN se publicó en 2011 y, hasta la fecha, se ha publicado aproximadamente una nueva versión importante cada año.

Impacto

Desde su lanzamiento, CONN se ha descargado más de 100 000 veces, [ 12 ] y se ha citado en más de 3500 publicaciones. [ 13 ] Está incluido en la lista de las 10 mejores herramientas y recursos en neuroimagen del Centro de Intercambio de Herramientas y Recursos de Informática de Neuroimagen (NITRC), financiado por los NIH , [ 14 ] y el foro del NITRC ha indexado hasta la fecha más de 10 000 publicaciones de soporte de software de los desarrolladores y la comunidad de CONN. [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. Whitfield-Gabrieli, S; Nieto-Castanon, A (2012). "Conn: una caja de herramientas de conectividad funcional para redes cerebrales correlacionadas y anticorrelacionadas". Brain Connect . 2 (3): 125– 41. doi : 10.1089/brain.2012.0073 . PMID 22642651 . 
  2. Nieto-Castanon, A. (2020). Manual de métodos de fcMRI en CONN . Boston, MA: Hilbert Press. ISBN 978-0-578-64400-4.
  3. Behzadi, Y; Restom, K; Liau, J; Liu, TT (2007). "Un método de corrección de ruido basado en componentes (CompCor) para fMRI basado en BOLD y perfusión" . NeuroImage . 37 ( 1): 90– 101. doi : 10.1016/j.neuroimage.2007.04.042 . PMC 2214855. PMID 17560126 .  
  4. Power, JD; Barnes, KA; Snyder, AZ; Schlaggar, BL; Petersen, SE (2012). "Las correlaciones espurias pero sistemáticas en las redes de resonancia magnética de conectividad funcional surgen del movimiento del sujeto" . NeuroImage . 59 ( 3): 2142– 54. doi : 10.1016/j.neuroimage.2011.10.018 . PMC 3254728. PMID 22019881 .  
  5. Nieto-Castanon, A. (2020). Manual de métodos de fcMRI en CONN . Boston, MA: Hilbert Press. ISBN 978-0-578-64400-4.
  6. Chai, XJ; Nieto-Castanon, AN; Öngür, D.; Whitfield-Gabrieli, S (2012). "Anticorrelaciones en redes de estado de reposo sin regresión de señal global" . NeuroImage . 59 ( 2): 1420– 1428. doi : 10.1016/j.neuroimage.2011.08.048 . PMC 3230748. PMID 21889994 .  
  7. medidas de conectividad funcional
  8. Estadísticas del modelo lineal general
  9. Worsley, KJ; Evans, AC; Marrett, S.; Neelin, P. (noviembre de 1992). "Análisis estadístico tridimensional para estudios de activación del flujo sanguíneo cerebral en el cerebro humano" . Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism . 12 (6): 900– 918. doi : 10.1038/jcbfm.1992.127 . ISSN 0271-678X . PMID 1400644 .  
  10. inferencias a nivel de clúster
  11. Sitio web de la caja de herramientas CONN
  12. Estadísticas de descarga de la caja de herramientas CONN
  13. Citas de Google Académico
  14. Herramientas y recursos más consultados de NITRC
  15. Estadísticas del foro NITRC