Alterations in basal ganglia-cerebello-thalamo-cortical connectivity and whole brain functional network topology in Tourette's syndrome.

Изменения базально-ганглионарно-мозжечково-таламо-кортикальной коннективности и топологии функциональной сети всего головного мозга при синдроме Туретта.

Clicks: 418
ID: 49514
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #11 of 27 articles by views in neuroimage clinical

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Abstract
Tourette Syndrome (TS) is a neuropsychiatric disorder characterized by the presence of motor and vocal tics. Major pathophysiological theories posit a dysfunction of the cortico-striato-thalamo-cortical circuits as being a representative hallmark of the disease. Recent evidence suggests a more widespread dysfunction of brain networks in TS including the cerebellum and going even beyond classic motor pathways. In order to characterize brain network dysfunction in TS, in this study we investigated functional and effective-like connectivity as well as topological changes of basal ganglia-thalamo-cortical and cortico-cerebellar brain networks. We collected resting-state fMRI data from 28 TS patients (age: 32 ± 11 years) and 28 age-matched, healthy controls (age: 31 ± 9 years). Region of interest based (ROI-ROI) bivariate correlation and ROI-ROI bivariate regression were employed as measures of functional and effective-like connectivity, respectively. Graph theoretical measures of centrality (degree, cost, betweenness centrality), functional segregation (clustering coefficient, local efficiency) and functional integration (average path length, global efficiency) were used to assess topological brain network changes. In this study, TS patients exhibited increased basal ganglia-cortical and thalamo-cortical connectivity, reduced cortico-cerebellar connectivity, and an increase in parallel communication through the basal ganglia, thalamus and cerebellum (increased global efficiency). Additionally, we observed a reduction in serial information transfer (reduction in average path length) within the default mode and the salience network. In summary, our findings show that TS is characterized by increased connectivity and functional integration of multiple basal ganglia-thalamo-cortical circuits, suggesting a predominance of excitatory neurotransmission and a lack of brain maturation. Moreover, topological changes of cortico-cerebellar and brain networks involved in interoception may be underestimated neural correlates of tics and the crucial premonitory urge feeling.
Синдром Туретта (СТ) — это нервно-психическое расстройство, характеризующееся наличием моторных и вокальных тиков. Согласно основным патофизиологическим теориям, ключевым признаком данного заболевания считается дисфункция кортико-стриато-таламо-кортикальных контуров. Последние данные свидетельствуют о более распространенной дисфункции нейронных сетей головного мозга при СТ, вовлекающей мозжечок и выходящей за рамки классических моторных путей. Чтобы охарактеризовать нарушения мозговых сетей при СТ, в настоящем исследовании мы изучили функциональную и квазиэффективную связность, а также топологические изменения базально-ганглионарно-таламо-кортикальных и кортико-мозжечковых сетей головного мозга. Были получены данные фМРТ покоя 28 пациентов с СТ (возраст: 32 ± 11 года) и 28 здоровых добровольцев контрольной группы, сопоставимых по возрасту (возраст: 31 ± 9 год). В качестве мер функциональной и квазиэффективной связности использовались соответственно парная корреляция между областями интереса (ROI-ROI) и парная регрессия ROI-ROI. Для оценки топологических изменений мозговых сетей применялись теоретико-графовые показатели центральности (степень вершины, стоимость, центральность по промежуточности), функциональной сегрегации (коэффициент кластеризации, локальная эффективность) и функциональной интеграции (средняя длина пути, глобальная эффективность). В данном исследовании у пациентов с СТ наблюдались усиление базально-ганглионарно-кортикальной и таламо-кортикальной связности, ослабление кортико-мозжечковой связности и интенсификация параллельной передачи информации через базальные ганглии, таламус и мозжечок (повышение глобальной эффективности). Кроме того, было отмечено снижение последовательной передачи информации (уменьшение средней длины пути) в пределах сети пассивного режима работы мозга и сети выявления значимости. В целом наши результаты демонстрируют, что СТ характеризуется повышением связности и функциональной интеграции множественных базально-ганглионарно-таламо-кортикальных контуров, что указывает на преобладание возбуждающей нейротрансмиссии и задержку созревания структур головного мозга. Более того, топологические изменения кортико-мозжечковых сетей и сетей мозга, участвующих в интероцепции, могут являться недооцененными нейрональными коррелятами тиков и критически важного ощущения премониторного позыва.
Reference Key
ramkiran2019alterationsneuroimage Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Ramkiran, Shukti;Heidemeyer, Larissa;Gaebler, Arnim;Shah, N Jon;Neuner, Irene;
Journal neuroimage clinical
Year 2019
DOI
S2213-1582(19)30348-1
URL
Keywords

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

No comments yet. Be the first to comment on this article.