undefined

Towards a more robust non-invasive assessment of functional connectivity

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Westner, Britta U.; Kujala, Jan; Gross, Joachim; Schoffelen, Jan-Mathijs

Abstrakti:

Non-invasive evaluation of functional connectivity, based on source-reconstructed estimates of phase-difference-based metrics, is notoriously non-robust. This is due to a combination of factors, ranging from a misspecification of seed regions to suboptimal baseline assumptions, and residual signal leakage. In this work, we propose a new analysis scheme of source level phase-difference-based connectivity, which is aimed at optimizing the detection of interacting brain regions. Our approach is based on the combined use of sensor subsampling and dual-source beamformer estimation of all-to-all connectivity on a prespecified dipolar grid. First, a pairwise two-dipole model, to account for reciprocal leakage in the estimation of the localized signals, allows for a usable approximation of the pairwise bias in connectivity due to residual leakage of ‘third party’ noise. Secondly, using sensor array subsampling, the recreation of multiple connectivity maps using different subsets of sensors allows for the identification of consistent spatially localized peaks in the 6-dimensional connectivity maps, indicative of true brain region interactions. These steps are combined with the subtraction of null coherence estimates to obtain the final coherence maps. With extensive simulations, we compared different analysis schemes for their detection rate of connected dipoles, as a function of signal-to-noise ratio, phase difference and connection strength. We demonstrate superiority of the proposed analysis scheme in comparison to single-dipole models, or an approach that discards the zero phase difference component of the connectivity. We conclude that the proposed pipeline allows for a more robust identification of functional connectivity in experimental data, opening up new possibilities to study brain networks with mechanistically inspired connectivity measures in cognition and in the clinic.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

MIT Press

Volyymi

2

Julkaisu­foorumi

91598

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Lääketieteen tekniikka; Neurotieteet

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1162/imag_a_00119

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä