Escudo de la República de Colombia

Detección de la Red Neuronal por Defecto en datos de fMRI perturbados con fuertes movimientos

Indice de perturbación y enfoque multiescala para la detección de la DMN en fMRI

La Red Neuronal por Defecto (DMN, por sus siglas en inglés) es un biomarcador que aporta información neuronal usada para el diagnóstico de enfermedades neuronales, tales como alzheimer, esquizofrenia, desórdenes de consciencia (como estados de coma, síndrome de encerramiento, estado vegetativo, entre otros). En desórdenes de consciencia (DoC), la DMN ayuda a determinar el nivel de consciencia del paciente. Esta red neuronal se puede detectar en datos de Resonancia Magnética funcional (fMRI), entre otras modalidades de neuroimagen. La medida de la DMN en fMRI se afecta en el momento de adquisición de los datos, porque los pacientes tienen movimientos de cabeza involuntarios dentro del escáner; esto complica el diagnóstico de los pacientes y en ciertos casos se descartan estos datos. En el proyecto se propone un índice de perturbación y un enfoque multiescala para este problema. El índice de perturbación indica la cantidad de daño que un movimiento de cabeza tiene en la detección de la DMN, aplicando el movimiento a datos controlados de fMRI; el índice propuesto se comparó con etiquetas dadas por expertos, resultando en correlación del 77% y clasificación del 95% de movimientos medios/fuertes según las curvas ROC. El enfoque multiescala busca detectar la DMN teniendo en cuenta la contribución de cada escala. A medida que se aumenta la escala se uniformiza la información correspondiente a la actividad neuronal, disminuyendo los artefactos causados por el movimiento. Para detectar el componente de la DMN final, se mide el grado de contribución de cada escala asignándole un peso y se toma la media ponderada entre todas las escalas. Con el método multiescala se tiene una medida más robusta del decrecimiento de la activación de la DMN con el nivel de DoC, permitiendo usar datos afectados por fuertes movimientos de cabeza.