An?lise da din?mica da rede cerebral por meio da teoria dos grafos

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With the use of resting state functional magnetic resonance imaging (rs-FMRI) we can analyze the functional connectivity between different brain areas. However, recent studies show that this connectivity undergoes fluctuations over time (also known as dynamic Resting State). In this study, the analysis of Graph Theoretical (GT) metrics will be used to assess the variability of the correlation between these areas, through a windowing technique. For this study, we used images of 15 patients with ADHD that underwent a clinical treatment with the medication (Ritalin?). Images were taken before treatment (Visit 1 - PRE) and after 6 months of treatment (Visit 2 - POST). We determined the GT metrics for windows between 75 and 150s generated from the correlation between the various groups after applying a mask that divided the brain into 190 regions. The results showed statistically significant differences between visits for the metric of the characteristic path length. Were also generated graphs that show the fluctuations of each of the metrics. GT analysis identified an increase in the average value of the characteristic path length after drug treatment for most patients. However, some patients behaved differently and therefore results are not conclusive. Furthermore, it was observed that there is a dependence of GT metrics based on the size of the window. Conclusion show that based on the analysis of the dynamics of the brain network by the GT metrics show to be an auxiliary tool in the diagnosis of ADHD, but still requires further studies to test the viability of this tool as a diagnostic test in neuroimaging.
Atrav?s da Resson?ncia Magn?tica Funcional no estado de repouso (RMf-er) podemos analisar a conectividade funcional entre as diversas ?reas do c?rebro. Entretanto, estudos recentes mostram que a correla??o desta conectividade sofre flutua??es ao longo do tempo (Dynamic Resting State). No presente trabalho, foi feita uma an?lise por interm?dio de m?tricas da Teoria dos Grafos da variabilidade da correla??o entre as ?reas cerebrais atrav?s de t?cnicas de janelamento. Para este estudo, foram utilizadas imagens de 15 pacientes com transtorno de d?ficit de aten??o com hiperatividade (TDAH) e que passaram por um tratamento cl?nico com o uso do medicamento (Ritalina?). As imagens de resson?ncia foram adquiridas antes do pr?-tratamento (Visita 1 - PR?) e ap?s 6 meses de tratamento (Visita 2 ? P?S). Foram desenvolvidas m?tricas de Teoria dos Grafos (TG) para janelas entre 75 e 150s geradas a partir da correla??o entre as diversas regi?es, ap?s aplicar uma m?scara que dividiu o c?rebro em 190 ?reas. Os resultados encontrados apresentaram dados estatisticamente relevantes para a m?trica do comprimento do caminho caracter?stico. Foram gerados tamb?m gr?ficos que apresentam as flutua??es de cada uma das m?tricas. Na an?lise dos gr?ficos foi poss?vel identificar um aumento do valor m?dio do comprimento do caminho caracter?stico ap?s o tratamento com o f?rmaco para a maioria dos pacientes. Entretanto, alguns pacientes tiveram comportamento oposto, n?o sendo portanto conclusivo. Al?m disso, observou-se que existe uma depend?ncia das m?tricas de TG para a janela adotada. Concluiu-se, baseado nos dados encontrados, que a an?lise da din?mica da rede cerebral pela m?trica dos grafos ? uma ferramenta auxiliar para o entendimento do comportamento funcional do c?rebro e dos dist?rbios, mas que ainda requer mais estudos para que venha a ser adotada como apoio ao diagn?stico em neuroimagem.