年龄匹配儿科头模提升儿童EEG源重建生物标志物精度

EEG 源重建需要解剖学头部模型，理想情况下应基于个体磁共振成像（MRI）扫描构建。然而，在儿童和青少年的发育研究中，MRI 很少可用。因此，研究人员通常依赖成人模板，例如 FreeSurfer 平均模板（fsaverage），尽管整个发育过程中存在显著的解剖学变化。这种对成人模型的依赖在多大程度上会使下游 EEG 生物标志物产生偏差，目前仍不清楚。在此，我们以基于个体 MRI 的重建作为参考，研究了年龄特异性儿童模板是否为儿童和青少年的 EEG 衍生生物标志物提供了优于 fsaverage 的替代方案。我们分析了 384 名年龄在 5.5 至 17.5 岁之间的 Healthy Brain Network 参与者的闭眼静息态 EEG。对于每名参与者，我们测试了三种解剖学模型：其个体 MRI、来自以一年为间隔覆盖 6-17 岁的系列中的年龄特异性儿童模板，以及成人 fsaverage 模板。我们比较了儿童期和青春期的四种 EEG 生物标志物：绝对功率、相对功率、用去趋势波动分析（DFA）量化的长程时间相关性，以及功能性兴奋-抑制（fE/I）比。在两个发育组中，儿童模板与基于个体 MRI 的生物标志物吻合得更紧密，并且与成人模板相比，具有显著不同生物标志物值的脑区更少，但较大青少年的绝对功率除外。我们得出结论：当个体 MRI 不可用时，在约 12 岁之前，年龄特异性儿童模板在所有四种生物标志物上都比成人模板更接近基于个体 MRI 的 EEG 生物标志物值，并且至少在这一年龄之前应作为首选。