Инструментарий количественной оценки поражений: программный пакет MATLAB для оценки повреждения серого вещества и разобщения белого вещества у пациентов с очаговыми поражениями головного мозга

Исследования поражений мозга — важный инструмент для когнитивных нейробиологов и неврологов. Однако если традиционно такие исследования были направлены на локализацию неврологических симптомов в конкретных анатомических структурах, то все больше данных свидетельствует о том, что неврологические заболевания, такие как инсульт, правильнее рассматривать как расстройства мозговых сетей. Поэтому исследователи в области нейронаук и неврологии все чаще стремятся количественно оценивать влияние очаговых поражений мозга на связи белого вещества, формирующие структурный коннектом мозга, однако специализированных инструментов для этого существует мало. Мы представляем Инструментарий количественной оценки поражений — общедоступный программный пакет MATLAB для количественной оценки структурных последствий очаговых поражений мозга. Инструментарий использует атласные методы для оценки объема поражения серого вещества на уровне парцелл, а также нескольких показателей выраженности разобщения белого вещества: показателей разобщения на уровне трактов, воксельных карт разобщения и матриц разобщения между парцеллами. Кроме того, инструментарий оценивает вызванное поражением увеличение длины кратчайших структурных путей между парами парцелл, что позволяет судить об изменениях топологии структурной сети более высокого порядка. Мы подробно описываем каждый из показателей, рассчитываемых с помощью инструментария, обсуждаем области применения и аспекты, которые необходимо учитывать при его использовании, а также проводим примеры анализа реальных поведенческих данных, собранных у пациентов в подостром периоде инсульта. Мы показываем, что результаты анализа с использованием различных показателей, рассчитываемых инструментарием, хорошо согласуются с опубликованными ранее результатами, а также демонстрируем согласованность результатов, полученных при анализе с использованием разных показателей разобщения, доступных в составе инструментария. Мы ожидаем, что Инструментарий количественной оценки поражений позволит исследователям решать научные задачи, которые трудно или невозможно решить с помощью только традиционного анализа поражений, и в конечном счете углубит понимание вклада разобщения белого вещества в когнитивные, поведенческие и физиологические последствия очаговых поражений мозга.