Conectograma

Los conectogramas son representaciones gráficas de la conectómica , el campo de estudio dedicado a mapear e interpretar todas las conexiones de las fibras de materia blanca en el cerebro humano. Estos gráficos circulares basados ​​en datos de resonancia magnética de difusión utilizan la teoría de grafos para demostrar las conexiones de la materia blanca y las características corticales de estructuras individuales, sujetos individuales o poblaciones.

El conectograma , como representación gráfica de la conectómica cerebral , fue propuesto en 2012. ^[1]

Las representaciones circulares de conexiones se han utilizado en varias disciplinas; los ejemplos incluyen la representación de aspectos de epidemias, ^[2] redes geográficas, ^[3] ritmos musicales, ^[4] diversidad en poblaciones de aves, ^[5] y datos genómicos. ^[6] Los conectogramas también se citaron como fuente de inspiración para el estilo de pantalla de visualización frontal del casco de Tony Stark en Iron Man 3. [ ^7]

Los conectogramas son circulares, con la mitad izquierda representando el hemisferio izquierdo y la mitad derecha representando el hemisferio derecho. Los hemisferios se dividen a su vez en lóbulo frontal , corteza insular , lóbulo límbico , lóbulo temporal , lóbulo parietal , lóbulo occipital , estructuras subcorticales y cerebelo . En la parte inferior, el tronco encefálico también está representado entre los dos hemisferios. Dentro de estos lóbulos, cada área cortical está etiquetada con una abreviatura y se le asigna su propio color, que se puede utilizar para designar estas mismas regiones corticales en otras figuras, como las superficies cerebrales parceladas en la imagen adyacente, de modo que el lector pueda encontrar las áreas corticales correspondientes en una superficie geométricamente precisa y ver exactamente cuán dispares pueden ser las regiones conectadas. Dentro del anillo de la superficie cortical, los círculos concéntricos representan cada uno diferentes atributos de las regiones corticales correspondientes. En orden desde el más externo al más interno, estos anillos métricos representan el volumen de materia gris , el área de superficie , el espesor cortical, la curvatura y el grado de conectividad (la proporción relativa de fibras que se inician o terminan en la región en comparación con todo el cerebro). Dentro de estos círculos, las líneas conectan regiones que se encuentran estructuralmente conectadas. La densidad relativa (número de fibras) de estas conexiones se refleja en la opacidad de las líneas, de modo que se pueden comparar fácilmente varias conexiones y su importancia estructural. La anisotropía fraccional de cada conexión se refleja en su color. ^[1]

Con el reciente esfuerzo concertado para mapear todo el cerebro humano y sus conexiones, ^{[8] [9]} se ha vuelto cada vez más importante encontrar formas de representar gráficamente las grandes cantidades de datos involucrados en la conectómica . La mayoría de las otras representaciones del conectoma utilizan 3 dimensiones y, por lo tanto, requieren una interfaz gráfica de usuario interactiva. ^[1] El conectograma puede mostrar 83 regiones corticales dentro de cada hemisferio y mostrar visualmente qué áreas están conectadas estructuralmente, todo sobre una superficie plana. Por lo tanto, se archiva convenientemente en los registros de los pacientes o para mostrarlo impreso. Los gráficos se desarrollaron originalmente utilizando la herramienta de visualización llamada Circos. ^{[10] [11]}

A nivel individual, los conectogramas se pueden utilizar para informar el tratamiento de pacientes con anomalías neuroanatómicas. Los conectogramas se han utilizado para monitorear la progresión de la recuperación neurológica de pacientes que sufrieron una lesión cerebral traumática (LCT). ^[12] También se han aplicado al famoso paciente Phineas Gage , para estimar el daño a su red neuronal (así como el daño a nivel cortical, el foco principal de estudios anteriores sobre Gage). ^[13]

Los conectogramas pueden representar los promedios de las métricas corticales (volumen de materia gris, área de superficie, espesor cortical, curvatura y grado de conectividad), así como datos de tractografía , como las densidades promedio y la anisotropía fraccional de las conexiones, en poblaciones de cualquier tamaño. Esto permite una comparación visual y estadística entre grupos como hombres y mujeres, ^[14] cohortes de diferentes edades o controles sanos y pacientes. Algunas versiones se han utilizado para analizar cómo se dividen las redes en poblaciones de pacientes ^[15] o el equilibrio relativo entre las conexiones inter e intrahemisféricas. ^[16]

Existen muchas posibilidades para incluir medidas en los anillos de un conectograma. Irimia y Van Horn (2012) han publicado conectogramas que examinan las relaciones correlativas entre regiones y utilizan las figuras para comparar los enfoques de la teoría de grafos y la conectómica. ^[17] Algunos se han publicado sin los círculos internos de las métricas corticales. ^[18] Otros incluyen medidas adicionales relacionadas con las redes neuronales , ^[19] que se pueden agregar como anillos adicionales al interior para mostrar las métricas de la teoría de grafos , como en el conectograma extendido que se muestra aquí:

• Connectoma  : mapa completo de las conexiones neuronales en el cerebro
• Conectomica  – Estudio de diagramas de cableado de mapeo
• Proyecto Conectoma Humano  – Proyecto de investigación
• Mapeo cerebral  : conjunto de técnicas de neurociencia
• Tractografía  : visualización 3D de los tractos nerviosos mediante resonancia magnética de difusión
• Diagrama de acordes (visualización de información)  : método gráfico para mostrar las interrelaciones entre los datos de una matriz.Páginas que muestran descripciones de wikidata como alternativa

^{[más 1] [más 2] [más 3] [más 4]}