脑连接组:结构与功能连接13 / 20
组间比较与统计验证
“静态”脑网络指把整段扫描(通常 6–15 分钟)平均成一个连接矩阵。比较健康人与患者时有两类思路:
- 全局/节点指标比较:每个被试计算 、、 或某脑区的度,再做组间 检验。注意按密度匹配,并对多个指标、多个脑区做多重比较校正。
- 边层面比较:每条边做一次检验,边数是 量级(90 个脑区就有 4005 条边),多重比较负担很重。网络统计量(network-based statistic, NBS; Zalesky 等, 2010)利用“异常连接往往连成一片”的假设,用连通分量大小做置换检验,在控制族错误率的同时提高统计功效;代价是只能在“子网络”层面下结论,而不能说某条具体的边显著。
边层面的统计量通常基于 Fisher :既可比较两组的组平均连接,也可在被试水平把每条边的 值作为因变量,做两样本 检验或纳入头动、年龄等协变量的一般线性模型(见数学推导与算法)。小世界指数、富人俱乐部系数等相对指标的统计意义,则取决于所用零模型保留了哪些性质。
做组间比较时,以下混杂几乎总要考虑:头动(平均 FD 作为协变量,并检查其组间差异);整体连接强度(平均 FC 或总流线数,见阈值与加权);年龄、性别、扫描仪与站点(多中心数据可用 ComBat 等方法做批次校正,但要防止把组别效应一起“校正”掉);用药与病程。还要记住一个越来越受重视的事实:脑影像与个体表型的关联通常效应量很小。Marek 等(2022, Nature)用数万人的数据表明,脑–行为全脑关联研究在样本量只有几十到几百人时结果很难重复。这并不否定脑网络研究,而是提醒我们:小样本里看到的“显著差异”需要独立样本验证。