Network change point detection in resting-state functional connectivity dynamics of mild cognitive impairment patients / Detección de puntos de cambios en redes de conectividad funcional dinámica en situación de reposo en pacientes con deterioro cognitivo leve

ABSTRACT

BACKGROUND/OBJECTIVE: This study aims to characterize the differences on the short-term temporal network dynamics of the undirected and weighted wholebrain functional connectivity between healthy aging individuals and people with mild cognitive impairment (MCI). The Network Change Point Detection algorithm was applied to identify the significant change points in the resting-state fMRI register, and we analyzed the fluctuations in the topological properties of the subnetworks between significant change points. METHOD: Ten MCI patients matched by gender and age in 11 ratio to healthy controls screened during patient recruitment. A neuropsychological evaluation was done to both groups as well as functional magnetic images were obtained with a Philips 3.0T. All the images were preprocessed and statistically analyzed through dynamic point estimation tools. RESULTS: No statistically significant differences were found between groups in the number of significant change points in the functional connectivity networks. However, an interaction effect of age and state was detected on the intra-participant variability of the network strength. CONCLUSIONS: The progression of states was associated to higher variability in the patient's group. Additionally, higher performance in the prospective and retrospective memory scale was associated with higher median network strength

RESUMEN

ANTECEDENTES/OBJETIVO: Este estudio tiene como objetivo caracterizar las diferencias en la red dinámica de conectividad funcional no dirigida entre un grupo de personas sanas y otro con deterioro cognitivo leve. Se aplicó un algoritmo de detección de puntos de cambio en redes complejas para identificarlos en registros fMRI en estado de reposo y se analizaron las fluctuaciones en las propiedades topológicas de las subredes entre puntos de cambio significativos. MÉTODO: Diez pacientes emparejados por sexo y edad en proporción 11 a controles sanos. Se realizó una evaluación neuropsicológica a ambos grupos y se obtuvieron imágenes funcionales con un Philips Ingenia 3.0T. Todas las imágenes fueron preprocesadas y analizadas estadísticamente a través de herramientas de estimación dinámica de puntos. RESULTADOS: No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre ambos grupos en el número de puntos de cambio en las redes de conectividad funcional. Se detectó un efecto de interacción entre edad y la variabilidad intra-sujeto en algunos indicadores de complejidad (strength) de la red dinámica. CONCLUSIONES: La progresión de la conectividad se asoció a una mayor variabilidad en el grupo de pacientes. Además, se puede asociar un mayor rendimiento en la escala de memoria prospectiva y retrospectiva con un mayor valor de la mediana de strength de la red