بررسی ارتباطات عمل کردی غیرخطی با استفاده از نظریه ی گراف و داده های تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل کردی حالت استراحت در بیماری آلزایمر

تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل کردی روشی غیرتهاجمی برای بررسی عمل کرد مغز از طریق نوسانات فرکانس پایین سیگنال­های وابسته به سطح اکسیژن خون می­باشد. آنالیز عمل کردی شبکه های مغزی بر پایه ی سری­های زمانی تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل کردی معمولا با استفاده از محاسبه ی ضریب همبستگی پیرسون بین نواحی مختلف مغز انجام می­شود. از آن جا که همبستگی پیرسون ارتباطات خطی را آشکار ساخته و در مورد همبستگی­های غیرخطی محدودیت دارد، در این تحقیق با استفاده از روش کرنل ارتباطات عمل کردی غیرخطی در داده­های تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل کردی بیماران آلزایمر مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش کرنل با افزایش بعد فضا و انجام محاسبات در فضای جدید که معادل رابطه ی غیرخطی در فضای اولیه است، امکان ارزیابی ارتباطات عمل کردی غیرخطی را فراهم می­سازد. برای ساخت گراف­های وزن­دار بدون جهت از توابع کرنل مختلف با پارامترهای گوناگون استفاده شده، سپس ویژگی­های سراسری گراف از جمله درجه، قدرت، طول مسیر مشخصه، ماژولاریتی، جهان کوچک و بهره­وری محاسبه شده و آنالیز آماری غیرپارامتری جایگشتی انجام می­شود. نتایج آنالیز آماری نشان می­دهد که همبستگی به دست آمده از روش کرنل در مقایسه با همبستگی پیرسون تمایز بیش تری بین گروه بیمار و کنترل ایجاد کرده که می­تواند به دلیل وجود ارتباطاتی غیرخطی باشد که روش پیرسون قادر به آشکارسازی آن­ها نیست. هم چنین در بین توابع کرنل مختلف بیش ترین تمایز آماری هنگام استفاده از کرنل چندجمله­ای درجه ی سوم حاصل شده است. به منظور حصول اطمینان، از طبقه­بند ماشین بردار پشتیبان با کرنل­های مختلف نیز استفاده شده که بیش ترین صحت طبقه بندی برابر با ۷۹/۰±۶۸/۹۸% به دست آمده است. آنالیز شبکه ی حالت پایه نیز با روش کرنل و پیرسون انجام شده که در آن روش کرنل تفاوت آماری معنی­دار بیش تری نشان داده است. شایان ذکر است که نواحی آنگولار راست و چپ که جزئی از شبکه ی حالت پایه هستند با هیچ کدام از دو روش تمایزی نشان نداده و می­توان نتیجه گرفت که بیماری آلزایمر بر ارتباط عمل کردی این نواحی تاثیر چندانی ندارد.

کلیدواژه ها:

تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل کردی ، ارتباط عمل کردی ، بیماری آلزایمر ، نظریه ی گراف ، روش کرنل