GMV与GMD的关系：一个有趣的案例

Submitted by Authenty on Mon, 11/04/2013 - 12:14

各位老师：

GMD图像保留着单个体素内的原始MR信号强度，代表GM的相对量，即在给定voxel(s) 内相对其他组织，GM在某个区域内所占的比重；
GMV图像是GMD乘以Jacobian空间转换矩阵的行列式，代表GM的绝对量，即GM在绝对数量上的多少；

在我的数据中，我们发现了一个非常有趣的现象：在脑区1中，GMD与行为变量A负相关（neg），但是GMV却与行为变量表现出正相关（pos），且二者都经过了多重矫正；在脑区2中，GMV和GMD都与行为变量A正相关。请问，该如何解释？

多谢各位老师！
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note: 我们目前的解释——在脑区1中，更多突触联系导致GMV的提高，外在表现为A的水平提高；但是，更多突触联系也带来更多相辅助的白质WM的增加，并且，WM增加的速度可能快于GM增加的速度，从而表现出GM相对比重的下降；而在脑区2中，WM增加的速度不大于GM增加的速度，从而随着GM绝对量（GMV）的增加，其相对量（GMD）也随着增加。

Submitted by ZangYF on Mon, 11/04/2013 - 23:07

1、脑区1的GMV与GMD的结果相反，空间上有没有重叠？
2、"GMD图像保留着单个体素内的原始MR信号强度"，应该是某个体素属于灰质的概率；"GMV图像是GMD乘以Jacobian空间转换矩阵的行列式，代表GM的绝对量"，我不太清楚原始文献是如何解释GMV的，但解释为绝对量，很难理解。通过变形场得到的所谓volume本身就很难理解。刻画灰质的量，除了核团的体积，我认为比较直观的是皮层厚度。
3、再深入的解释，要更加慎重！

Submitted by Authenty on Tue, 11/05/2013 - 14:19

谢谢臧老师和张老师的解答！

1.空间上有重叠，GMD的cluster几乎完全包含在GMV相关的cluster中。

2./3. 我看到其他人在文章中如上解释GMV和GMD的含义，GMD表示属于灰质的概率，被当作灰质的相对量来理解，而GMV在他人的文章中被简单解释为实际的量，很多文章指出二者的含义确实不好理解，但cortical thickness的分析我们实验室目前还做不了。

我看到有文章提示5~18岁西方儿童中GMV和GMD的发育表现出异向分离的趋势，GMV多随年龄的增长而提高，但是GMD却表现出相反的模式，随年龄的增长而降低(Taki et al., 2012)，但是二者与age相关脑区并不重合。 我想据此佐证GMD和GMV具有负向变化的可能，但接下来如何解释就很困惑。

还烦请臧老师和张老师，您们认为这种情况该如何解释呢？

Taki, Y., Hashizume, H., Thyreau, B., Sassa, Y., Takeuchi, H., Wu, K., et al. (2012). Linear and curvilinear correlations of brain gray matter volume and density with age using voxel‐based morphometry with the Akaike information criterion in 291 healthy children. Human brain mapping.

Submitted by ZangYF on Wed, 11/06/2013 - 05:08

 对于GMV和GMD的关系，我也一直感兴趣，但比较谨慎，因为这两个指标都不是很容易解释。我不是很赞同“5~18岁西方儿童中GMV和GMD的发育表现出异向分离的趋势”这种提法，二个指标反映的东西不同，不同脑区与年龄的相关不一样是再正常不过了，这个“事实”没有任何问题，但解释为“异向分离”，就很不科学了，作者应该首先强调两个指标反映的东西是不一样的。基于这样的错误解释，再去解释你的结果，问题更大了。

"空间上有重叠，GMD的cluster几乎完全包含在GMV相关的cluster中"，这个结果倒是非常有意思。两个指标尽管不同，但变化方向相反，倒是有点意外。我们曾经用大样本青年人数据比较GMD非对称性，并且用两个独立的实验，在多数脑区都可以重复结果。本想试着比较一下GMD和GMV以及thickness的非对称性的异同，但因为不属于我的主要研究方向，这方面人力不足。如果是方法学研究，我觉得大样本、split half、青年正常被试这样的研究，得到的结果可能比较可靠。