aivoyhteydet

Aivoyhteydet ovat aivojen alueiden välistä tiedonkulkua ja koordinointia, jonka kautta eri toiminnot voivat toimia yhdessä. Yhteydet jaetaan kolmeen päätyyppiin: rakenteelliset yhteydet, toiminnalliset yhteydet sekä vaikuttavuusyhteydet. Rakenteelliset yhteydet vastaavat fyysisiä yhteyksiä valkoisen aineen traktien kautta; toiminnalliset yhteydet kuvaavat alueiden välisen tilastollisen riippuvuuden niiden aktiivisuuspainotuksissa; vaikuttavuusyhteydet kuvaavat, miten yhden alueen toiminta vaikuttaa toisen alueen toimintaan.

Rakenteellinen yhteys kartoitetaan difuusioaineiston (DTI, DSI) avulla ja tractografiikalla. Verkostot muodostetaan valitun aivoparan parcellation mukaan, jossa solmuina ovat aivopiirit ja reitteinä niiden väliset valkoisen aineen traktit.

Toiminnallinen yhteys määritellään tilastollisilla riippuvuuksilla (esim. korrelaatiot) alueiden aktivoitumisajoissa, usein fMRI-aikasarjoista. Toiminnallisia yhteyksiä voidaan mitata myös EEG- tai MEG-tietojen avulla. Resting-state -verkostojen, kuten default mode networkin, lisäksi erikoiset verkostot ovat tärkeitä kognitiivisessa suorituskyvyssä.

Aivoyhteyksiä analysoidaan graafiteorian keinoin: solmukohtia kohti muodostettuja yhteyksiä kutsutaan reiteiksi, ja verkkoa tulkitaan globalin tehokkuuden, moduulisuuden ja pienissä maailmoissa -ominaisuuksien kautta.

Kehitys ja ikääntyminen muokkaavat yhteyksiä: lapsilla ne kehittyvät ja verkostojen integraatio kasvaa, kun taas vanheneminen voi heikentää yhteyksien laatua. Aivoyhteyksiä on myös havaittu monissa sairauksissa, kuten skitsofeniassa, autismissa, Alzheimerin taudissa ja aivovammoissa, missä sekä rakenteelliset että toiminnalliset yhteydet voivat poiketa normaalista. Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää yhteyksien rooli kognitiossa ja kliinisessä terveydessä.