从数学到医学:应用复杂的数学分析功能磁共振成像数据

研究由韦恩州立大学数学系教授帮助研究人员在韦恩州立精神病学与行为神经科学部门的功能磁共振成像数据分析。fMRI的杰出类大脑体内采集的信号和脑功能障碍的研究中是不可替代的在许多医学领域,包括精神病学,神经学与儿科。bob电竞

安德鲁Salch博士副教授在韦恩州立大学文科数学和科学,领导的多学科小组正在调查如何拓扑数据分析的概念,数学的一个分支,它可以应用在功能磁共振成像数据恢复“隐藏”结构。

“我们假设方面的功能磁共振成像信号不易发现的使用标准的许多工具用于功能磁共振成像数据分析、战略减少维度的数据被认为是。因此,这些方面可能会发现使用数学概念的拓扑数据分析领域,也叫做TDA,打算用在高维数据集,”Salch说。“高维度特征fMRI数据包括空间的三个维度,在大脑的信号被acquired-time-or如何大脑状态改变时的信号变化——信号强度或者fMRI信号的强度如何应对任务的变化。当task-induced相关变化,结果反映大脑功能和功能障碍的生物学意义的方面。这是一个独特的合作集中在两个TDA的复杂性和功能磁共振成像,分别展示TDA可以应用到真正的功能磁共振成像数据收集,并提供开放获取计算软件开发实现分析。”

从研究文章。数学医学:一个实用的入门拓扑数据分析和相关的分析工具的开发功能的发现潜在的结构功能磁共振成像数据,”出现在8月12日出版的《公共科学图书馆•综合》。

,该团队使用TDA发现数据结构在前扣带皮层,大脑中一个关键的控制区域。这些结构在TDA-appeared non-contractible循环实验的具体情况,和没有确定使用传统的功能磁共振成像的技术分析。

“我们预计这项工作成为一个引用经典,“说Vaibhav Diwadkar,精神病学与行为神经科学博士,教授和研究合作者。”,而不是仅仅应用TDA功能磁共振成像,我们提供一个清晰的理由为什么医学研究人员使用fMRI应该考虑使用TDA,拓扑学家,为什么应该把注意力转向研究复杂的bob88体育平台登录功能磁共振成像数据。此外,这种重要的工作为读者提供了实证演示这样的应用程序,我们为潜在用户提供的工具使用,这样他们就可以把它应用到自己的数据。”

“我们正在研究利用TDA fMRI将提供一个独特的和补充的方法评估脑功能,并将给医学研究人员更大的灵活性在处理复杂的属性的数据,“Salch说。bob88体育平台登录“特别是,我们的工作将有助于fMRI研究人员意识到TDA的重要力量,是为了解决复杂的数据,并将增强使用功能磁共振成像在神经科学和医学的价值。”

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