Genuine high-order interactions in brain networks and neurodegeneration | ||
| dc.conicet.fuente | Elsevier | |
| dc.conicet.organizacion | Fundación para el Estudio de la Conciencia Humana | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Fundación para el Estudio de la Conciencia Humana | |
| dc.conicet.organizacion | University of Sussex | |
| dc.conicet.organizacion | Imperial College London | |
| dc.conicet.organizacion | Trinity College Dublin | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva | |
| dc.conicet.organizacion | Trinity College Dublin | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad de San Andrés | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva | |
| dc.conicet.organizacion | Fundación Para El Estudio de la Conciencia Humana | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad de San Andrés | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires | |
| dc.conicet.organizacion | Universidad Adolfo Ibañez | |
| dc.conicet.organizacion | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva | |
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| dc.conicet.paisOrganizacion | Irlanda | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Estados Unidos | |
| dc.conicet.produccionid | 11299089 | |
| dc.contributor.author | Herzog, Rubén | |
| dc.contributor.author | Rosas, Fernando E. | |
| dc.contributor.author | Whelan, Robert | |
| dc.contributor.author | Fittipaldi, María Sol | |
| dc.contributor.author | Santamaria Garcia, Hernando | |
| dc.contributor.author | Cruzat, Josephine | |
| dc.contributor.author | Birba, Agustina | |
| dc.contributor.author | Moguilner, Sebastian Gabriel | |
| dc.contributor.author | Tagliazucchi, Enzo Rodolfo | |
| dc.contributor.author | Prado, Pavel | |
| dc.contributor.author | Ibañez, Agustin Mariano | |
| dc.date.accessioned | 2023-08-01T14:29:50Z | |
| dc.date.available | 2023-08-01T14:29:50Z | |
| dc.date.issued | 2022-12 | |
| dc.date.updated | 2023-07-28T17:26:30Z | |
| dc.description.abstract | Brain functional networks have been traditionally studied considering only interactions between pairs of regions, neglecting the richer information encoded in higher orders of interactions. In consequence, most of the connectivity studies in neurodegeneration and dementia use standard pairwise metrics. Here, we developed a genuine high-order functional connectivity (HOFC) approach that captures interactions between 3 or more regions across spatiotemporal scales, delivering a more biologically plausible characterization of the pathophysiology of neurodegeneration. We applied HOFC to multimodal (electroencephalography [EEG], and functional magnetic resonance imaging [fMRI]) data from patients diagnosed with behavioral variant of frontotemporal dementia (bvFTD), Alzheimer's disease (AD), and healthy controls. HOFC revealed large effect sizes, which, in comparison to standard pairwise metrics, provided a more accurate and parsimonious characterization of neurodegeneration. The multimodal characterization of neurodegeneration revealed hypo and hyperconnectivity on medium to large-scale brain networks, with a larger contribution of the former. Regions as the amygdala, the insula, and frontal gyrus were associated with both effects, suggesting potential compensatory processes in hub regions. fMRI revealed hypoconnectivity in AD between regions of the default mode, salience, visual, and auditory networks, while in bvFTD between regions of the default mode, salience, and somatomotor networks. EEG revealed hypoconnectivity in the γ band between frontal, limbic, and sensory regions in AD, and in the δ band between frontal, temporal, parietal and posterior areas in bvFTD, suggesting additional pathophysiological processes that fMRI alone can not capture. Classification accuracy was comparable with standard biomarkers and robust against confounders such as sample size, age, education, and motor artifacts (from fMRI and EEG). We conclude that high-order interactions provide a detailed, EEG- and fMRI compatible, biologically plausible, and psychopathological-specific characterization of different neurodegenerative conditions. | es |
| dc.description.fil | Fil: Herzog, Rubén. Fundación para el Estudio de la Conciencia Humana; Chile. Universidad Adolfo Ibañez; Chile | |
| dc.description.fil | Fil: Rosas, Fernando E.. Fundación para el Estudio de la Conciencia Humana; Chile. University of Sussex; Reino Unido. Imperial College London; Reino Unido | |
| dc.description.fil | Fil: Whelan, Robert. Trinity College Dublin; Irlanda | |
| dc.description.fil | Fil: Fittipaldi, María Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Trinity College Dublin; Irlanda. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Universidad de San Andrés; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Santamaria Garcia, Hernando. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Cruzat, Josephine. Fundación Para El Estudio de la Conciencia Humana; Chile. Universidad Adolfo Ibañez; Chile | |
| dc.description.fil | Fil: Birba, Agustina. Universidad de San Andrés; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Moguilner, Sebastian Gabriel. Universidad Adolfo Ibañez; Chile | |
| dc.description.fil | Fil: Tagliazucchi, Enzo Rodolfo. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina | |
| dc.description.fil | Fil: Prado, Pavel. Universidad Adolfo Ibañez; Chile | |
| dc.description.fil | Fil: Ibañez, Agustin Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Universidad de San Andrés; Argentina. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Trinity College Dublin; Irlanda. University of California; Estados Unidos | |
| dc.format | application/pdf | es |
| dc.identifier.citation | Herzog, Rubén; Rosas, Fernando E.; Whelan, Robert; Fittipaldi, María Sol; Santamaria Garcia, Hernando; et al.; Genuine high-order interactions in brain networks and neurodegeneration; Academic Press Inc Elsevier Science; Neurobiology of Disease; 175; 105918; 12-2022; 1-15 | es |
| dc.identifier.institucional | CONICET | |
| dc.identifier.issn | 0969-9961 | es |
| dc.identifier.repo | CONICET Digital | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11336/206332 | |
| dc.journal.ciudad | Amsterdam | es |
| dc.journal.number | 105918 | es |
| dc.journal.pagination | 1-15 | es |
| dc.journal.pais | Países Bajos | es |
| dc.journal.title | Neurobiology of Disease | es |
| dc.journal.volume | 175 | es |
| dc.language.iso | eng | es |
| dc.publisher | Academic Press Inc Elsevier Science | es |
| dc.relation.alternativeid | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.nbd.2022.105918 | |
| dc.relation.alternativeid | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969996122003102 | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | * |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/ | * |
| dc.subject | BIOMARKERS | es |
| dc.subject | HIGH-ORDER INTERACTIONS | es |
| dc.subject | MACHINE LEARNING | es |
| dc.subject | NEURAL NETWORKS | es |
| dc.subject | NEURODEGENERATION | es |
| dc.subject | NEUROIMAGING | es |
| dc.subject.classification | Neurociencias | es |
| dc.subject.classification | Medicina Básica | es |
| dc.subject.classification | CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD | es |
| dc.title | Genuine high-order interactions in brain networks and neurodegeneration | es |
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