大腦功能網路之 t 檢定結果

確定了門檻值λ 以及 FDR 調整顯著水準之後，我們就能運用 T 檢定鑑定 ROIs 間是否有連線，以建立出大腦功能網路。

我們將進行兩種類型的 T 檢定，一為右尾檢定，主要為檢定 ROIs 間是否有 連線，若 則表示兩 ROIs 間有連線；二為左尾檢定，是為了檢定 ROIs 間 是否無連線，若 則表示兩 ROIs 間無連線，並設定檢定之顯著水準 α 值為 0.05，取較低 P-value 者做為檢定判斷之結果。

其實，從 ( )相關係數的矩陣就能很清楚的看出，精神分裂症患者的 ( )相關係數是較低的，在圖 3.1.3 中，精神分裂症患者的就能很明顯的 看出顏色區塊都是偏深藍色，代表 ( )相關係數都是較低的。尤其是(B), (E)中 22ROIs 模型的 ROI 7，它與其他 ROIs 的 ( )相關係數平均值約 0.0508，是非常低的，以致出現不連通的網路單元。

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圖 3.1.3 三個 ROIs 模型中 ROIs 間的 ( )相關係數關係圖。(A) 10ROIs 模 型 之 健 康 對 照 組 的 ( )相關係數關 係 圖。 (B) 22ROIs 健 康 對照 組 ( )相關係數關係圖。(C) 160ROIs 健康對照組 ( )相關係數關係 圖。(D) 10ROIs 精神分裂症患者 ( )相關係數關係圖。(E) 22ROIs 精神分 裂 症 患 者 ( )相關係數 關 係 圖 。 (F) 160ROIs 精 神 分 裂 症 患 者 ( )相關係數關係圖。

健康對照組 10, 22ROIs 及 160ROIs 模型的大腦功能網路檢定結果之相鄰矩 陣請見圖 3.1.4 (A), (D)與 3.1.5 (A)，圖 3.1.4 (B), (E)及 3.1.5 (B)表示其大腦功能網 路連線對應的 p 值，於圖 3.1.4 (A), (D) 與 3.1.5 (A)的相鄰矩陣中，黑色表示兩 (A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F)

ROIs 間有連線，白色則表示無連線，且不考慮 ROIs 自我間的連線。圖 3.1.4 (A) 為 10ROIs 的大腦功能網路之相鄰矩陣，ROI1 至 ROI6 落在左腦，ROI7 至 ROI9 落在右腦，ROI10 則位於腦的中間部位，由相鄰矩陣可看出，其大腦功能網路連 線並不平均，左腦內的連線就佔了一半共 10 條，而左腦與大腦中間的功能網路 連線只有 1 條，左右腦間的連線有 8 條，右腦內的連線也只有 1 條，發生這種連 線不平均的原因，可能是因為在 10 個 ROIs 中，位在左腦的 ROIs 占大多數。圖 3.1.4 (D)為 22ROIs 的大腦功能網路之相鄰矩陣，此模型的 ROIs 於腦內空間分布 則較為平均，左右腦各有 11 個 ROIs，左腦 ROIs 的連線共有 44 條，右腦 ROIs 的連線共有 47 條，其中左腦內的連線有 23 條，右腦內的連線有 26 條，左右腦 間的連線則有 42 條，表示在 22ROIs 模型內的大腦功能網路左右腦之間的溝通 比較頻繁的。其中，可由圖 3.1.3 (B), (E)中看出，第 7 個 ROIs 因與其他 ROIs 的 相關係數過低， ( )相關係數的平均值約在 0.0508，於是成為此網路中唯 一與其他 ROIs 不相連通的 ROI。圖 3.1.5 (A)為 160ROIs 大腦功能網路之相鄰矩 陣，由於 160ROIs 模型之 ROIs 分別整合自六個獨立之心智實驗條件，共可分類 為六種網路，ROI1 至 ROI18 為 CBN，此網路的連線共有 369 條；ROI19 至 ROI50 為 CON，此網路的連線共有 1158 條；ROI51 至 ROI84 為 DMN，此網路的連線 共有 798 條；ROI85 至 ROI105 為 FPN，此網路的連線共有 578 條；ROI106 至 ROI127 為 OPN，此網路的連線共有 1828 條；ROI128 至 ROI160 為 SMN，此網 路的連線共有 1287 條。

精神分裂症患者的大腦功能網路檢定的結果可由圖 3.1.6(A), (D)與圖 3.1.7 (A)看出，其網路連線對應的 p 值請見圖 3.1.6 (B), (E)與圖 3.1.7(B)。圖 3.1.6 (A) 為 10ROIs 的大腦功能網路之相鄰矩陣，由相鄰矩陣可觀察到，其左腦內的連線 減少為 7 條，左右腦間的連線則為 6 條，而大腦中間部位的連線以及右腦內的連 線則中斷。圖 3.1.6 (D)為 22ROIs 的大腦功能網路之相鄰矩陣，左腦 ROIs 的連 線減為 25 條，右腦 ROIs 的連線也減少為 29 條，左腦內的連線有 10 條，右腦 內的連線有 14 條，左右腦間的連線有 30 條，比較健康對照組的大腦網路連線，

左右腦區域連線中斷的數量分布很平均，但按照比例來看，左右腦內部的比例是 較高的，分別為 56%及 46%，而左右腦間的連線中斷比例則為 28.5%。圖 3.1.7 (A) 為 160ROIs 大腦功能網路之相鄰矩陣，CBN 的連線共有 298 條，CON 的連線共 有 679 條，DMN 的連線共有 464 條，FPN 的連線共有 384 條，OPN 的連線共有 471 條，SMN 的連線共有 809 條，對照於健康對照組，精神分裂症患者的大腦 功能網路連線共減少了 1913 條，其中變化最小的是 CBN 僅有 71 條連線中斷，

為 CBN 區域的 19%，而減少數量最多的是 CON 共減少了 479 條，佔了 CON 區 域的 41%。但減少比例最多的是 OPN，雖減少的數量少於 CON 與 SMN，但因 此區域 ROIs 數量亦少於兩者，所以相較之下的比例是最高的，共有 43%的連線 減少。

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圖 3.1.4 健康對照組大腦功能網路相鄰矩陣、其 P-value 以及大腦功能連接網路圖。

(A) 10ROIs 模型之健康對照組大腦功能網路相鄰矩陣。(B) 10ROIs 模型之健康對 照組大腦功能網路 T 檢定結果之 P-value，若 P-value 大於 0.0117 則為統計不顯 著，顯示為白色。(C) 10ROIs 模型大腦功能連接網路圖，藍色區域為左腦 6 個 ROIs，紅色區域為右腦 3 個 ROIs，黑色區域為大腦中間區域 1 個 ROIs。(D) 22ROIs 模型之健康對照組大腦功能網路相鄰矩陣。(E) 22ROIs 模型之健康對照組大腦功 能網路 T 檢定結果之 P-value，若 P-value 大於 0.0324 則為統計不顯著，顯示為 白色。(F) 22ROIs 模型大腦功能連接網路圖，藍色區域為左腦 11 個 ROIs，紅色 區域為右腦 11 個 ROIs。

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F)

圖 3.1.5 健康對照組大腦功能網路相鄰矩陣、其 P-value 以及大腦功能連接網路圖。

(A)160ROIs 模型之健康對照組大腦功能網路相鄰矩陣。(B)160ROIs 模型之健康 對照組大腦功能網路 T 檢定結果之 P-value，若 P-value 大於 0.0311 則為統計不 顯著，顯示為白色。(C)視角為左前方之 160ROIs 的健康對照組的大腦功能連接 網路圖。(D)視角為右後方之 160ROIs 的健康對照組的大腦功能連接網路圖。黑 色區域為 CBN，綠色區域為 CON，藍色區域為 DMN，橘色區域為 FPN，紫色 區域為 OPN，紅色區域為 SMN。

(B) (D)

(A) (C)

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圖 3.1.6 精神分裂症患者大腦功能網路相鄰矩陣、其 P-value 以及大腦功能連接網 路圖。(A) 10ROIs 模型之精神分裂症患者大腦功能網路相鄰矩陣。(B) 10ROIs 模型之精神分裂症患者大腦功能網路 T 檢定結果之 P-value，若 P-value 大於 0.0221 則為統計不顯著，顯示為白色。(C) 10ROIs 模型大腦功能連接網路圖，藍 色區域為左腦 6 個 ROIs，紅色區域為右腦 3 個 ROIs，黑色區域為大腦中間區域 1 個 ROIs。(D) 22ROIs 模型之精神分裂症患者大腦功能網路相鄰矩陣。(E) 22ROIs 模型之精神分裂症患者大腦功能網路 T 檢定結果之 P-value，若 P-value 大於 0.0319 則為統計不顯著，顯示為白色。(F) 22ROIs 模型大腦功能連接網路圖，藍 色區域為左腦 11 個 ROIs，紅色區域為右腦 11 個 ROIs。

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F)

圖 3.1.7 精神分裂症患者大腦功能網路相鄰矩陣、其 P-value 以及大腦功能連接網 路圖。(A) 160ROIs 模型之精神分裂症患者大腦功能網路相鄰矩陣。(B) 160ROIs 模型之精神分裂症患者大腦功能網路 T 檢定結果之 P-value，若 P-value 大於 0.0332 則為統計不顯著，顯示為白色。(C)視角為左前方之 160ROIs 的大腦功能 連接網路圖。(D)視角為右後方之 160ROIs 的大腦功能連接網路圖。黑色區域為 CBN，綠色區域為 CON，藍色區域為 DMN，橘色區域為 FPN，紫色區域為 OPN，

紅色區域為 SMN。

兩個族群的三個不同 ROIs 模型共六個相鄰矩陣，是我們利用檢定的結果選 擇可信度較高的結果所產生的相鄰矩陣，可以從兩個族群的相鄰矩陣看出，精神 分裂症患者的大腦功能網路連結是相對減少的，但為了更明顯的看出其差異性，

我們將兩個族群的相鄰矩陣相減，產生如圖 3.1.8 的矩陣，紅色為減少的連線，

藍色為增加的連線，可以發現，雖然大部分的大腦功能網路連線是斷開的，但還 是有少部分是增加的連線。

(B) (D)

(A) (C)

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圖 3.1.8 精神分裂病人相較於健康者大腦功能網路相鄰矩陣之差，藍色表示增加 的連線，紅色表示減少的連線。(A)為 10ROIs 模型，(B)為 22ROIs 模型，(C)為 160ROIs 模型。

(A)

(B)

(C)