从自动皮质分片的表面积不对称性测量的系统偏差

科学领域:

• 神经成像是一种神经成像.
• 神经解剖学是一个神经解剖学.
• 大脑的不对称性

背景情况:

• 人类大脑表现出解剖学不对称性,可能反映出功能半球专业化.
• 自动神经解剖学软件有助于研究大脑不对称性.
• 在样本中观察到的表面积横向化模式的一致性需要进行调查.

研究的目的:

• 从FreeSurfer的默认管道中识别和解决神经解剖学测量的系统偏差.
• 研究这些偏见对研究大脑不对称性的影响,特别是在语言区域.
• 提出和验证测量表面积不对称性的无偏差方法.

主要方法:

• 在原始脑部扫描中比较表面积不对称性与使用FreeSurfer默认管道的左右翻转扫描.
• 评估手动标签和基于曲率的分片作为替代方法.
• 分析了左半球和右半球之间的皮质分片图谱中的差异.
• 使用对称模板和顶点分析证明了无偏差的测量方法.

主要成果:

• FreeSurfer的默认管道表现出系统的偏见,在原始与翻转的大脑中产生了不可思议的不对称模式.
• 在关键的语音和语言区域中,偏见很突出.
• 手动和基于曲率的方法在翻转的大脑中显示了预期的横向化逆转.
• 偏见源于不对称的地图表定义和模板优先级算法.

结论:

• 基于Atlas的FreeSurfer分片可以在大脑不对称性测量中引入显著的偏差.
• 这些偏见可能会影响关于人口水平大脑不对称性的推断,特别是在与语言相关的领域.
• 经过验证的无偏差方法对于准确的神经解剖学测量和理解结构功能横向化关系至关重要.