GRETNA: инструментарий для графового анализа сетей коннектомики по данным нейровизуализации

По данным различных методов визуализации (например, ЭЭГ/МЭГ, структурной, диффузионной и функциональной МРТ) можно построить структурные и функциональные сети мозга (то есть коннектом) и охарактеризовать их с помощью теории графов. Однако из-за высокой сложности построения сетей, их анализа и статистической обработки соответствующих инструментов пока недостаточно. Мы разработали программный пакет GRETNA для графового анализа сетей коннектомики. Он обладает следующими основными возможностями: (i) бесплатный пакет с открытым исходным кодом, созданный на платформе Matlab, совместимый с Windows и UNIX и имеющий графический интерфейс; (ii) топологический анализ глобальных и локальных свойств сетей с поддержкой параллельных вычислений, независимо от метода визуализации и вида организма; (iii) гибкая настройка ключевых этапов построения и анализа сетей, включая определение узлов, обработку связей, выбор типа сети и способа задания порога; (iv) статистическое сравнение глобальных показателей, показателей узлов и связей, а также оценка взаимосвязи этих показателей с клиническими и поведенческими переменными; (v) предварительная обработка изображений и построение сетей по данным функциональной МРТ в состоянии покоя (R-fMRI). Применив GRETNA к общедоступным данным R-fMRI 54 здоровых молодых взрослых, мы показали, что функциональные сети мозга человека имеют эффективную организацию типа «малый мир», ассортативную, иерархическую и модульную структуру, а также высокосвязные узлы-хабы. Эти результаты устойчивы к выбору аналитической стратегии. Мы рассчитываем, что GRETNA позволит ускорить анализ коннектомики по данным нейровизуализации и сделает его простым, быстрым и гибким. Пакет GRETNA бесплатно доступен на сайте NITRC.