5,219 research outputs found
Markers of criticality in phase synchronization
The concept of the brain as a critical dynamical system is very attractive because systems close to criticality are thought to maximize their dynamic range of information processing and communication. To date, there have been two key experimental observations in support of this hypothesis: (i) neuronal avalanches with power law distribution of size and (ii) long-range temporal correlations (LRTCs) in the amplitude of neural oscillations. The case for how these maximize dynamic range of information processing and communication is still being made and because a significant substrate for information coding and transmission is neural synchrony it is of interest to link synchronization measures with those of criticality. We propose a framework for characterizing criticality in synchronization based on an analysis of the moment-to-moment fluctuations of phase synchrony in terms of the presence of LRTCs. This framework relies on an estimation of the rate of change of phase difference and a set of methods we have developed to detect LRTCs. We test this framework against two classical models of criticality (Ising and Kuramoto) and recently described variants of these models aimed to more closely represent human brain dynamics. From these simulations we determine the parameters at which these systems show evidence of LRTCs in phase synchronization. We demonstrate proof of principle by analysing pairs of human simultaneous EEG and EMG time series, suggesting that LRTCs of corticomuscular phase synchronization can be detected in the resting state and experimentally manipulated. The existence of LRTCs in fluctuations of phase synchronization suggests that these fluctuations are governed by non-local behavior, with all scales contributing to system behavior. This has important implications regarding the conditions under which one should expect to see LRTCs in phase synchronization. Specifically, brain resting states may exhibit LRTCs reflecting a state of readiness facilitating rapid task-dependent shifts toward and away from synchronous states that abolish LRTCs
Functional MRI during hippocampal deep brain stimulation in the healthy rat brain
Deep Brain Stimulation (DBS) is a promising treatment for neurological and psychiatric disorders. The mechanism of action and the effects of electrical fields administered to the brain by means of an electrode remain to be elucidated. The effects of DBS have been investigated primarily by electrophysiological and neurochemical studies, which lack the ability to investigate DBS-related responses on a whole-brain scale. Visualization of whole-brain effects of DBS requires functional imaging techniques such as functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), which reflects changes in blood oxygen level dependent (BOLD) responses throughout the entire brain volume. In order to visualize BOLD responses induced by DBS, we have developed an MRI-compatible electrode and an acquisition protocol to perform DBS during BOLD fMRI. In this study, we investigate whether DBS during fMRI is valuable to study local and whole-brain effects of hippocampal DBS and to investigate the changes induced by different stimulation intensities. Seven rats were stereotactically implanted with a custom-made MRI-compatible DBS-electrode in the right hippocampus. High frequency Poisson distributed stimulation was applied using a block-design paradigm. Data were processed by means of Independent Component Analysis. Clusters were considered significant when p-values were <0.05 after correction for multiple comparisons. Our data indicate that real-time hippocampal DBS evokes a bilateral BOLD response in hippocampal and other mesolimbic structures, depending on the applied stimulation intensity. We conclude that simultaneous DBS and fMRI can be used to detect local and whole-brain responses to circuit activation with different stimulation intensities, making this technique potentially powerful for exploration of cerebral changes in response to DBS for both preclinical and clinical DBS
Acute modulation of brain connectivity in Parkinson disease after automatic mechanical peripheral stimulation: A pilot study
The present study shows the results of a double-blind sham-controlled pilot trial to test whether measurable stimulus-specific functional connectivity changes exist after Automatic Mechanical Peripheral Stimulation (AMPS) in patients with idiopathic Parkinson Disease.Eleven patients (6 women and 5 men) with idiopathic Parkinson Disease underwent brain fMRI immediately before and after sham or effective AMPS. Resting state Functional Connectivity (RSFC) was assessed using the seed-ROI based analysis. Seed ROIs were positioned on basal ganglia, on primary sensory-motor cortices, on the supplementary motor areas and on the cerebellum. Individual differences for pre- and post-effective AMPS and pre- and post-sham condition were obtained and first entered in respective one-sample t-test analyses, to evaluate the mean effect of condition.Effective AMPS, but not sham stimulation, induced increase of RSFC of the sensory motor cortex, nucleus striatum and cerebellum. Secondly, individual differences for both conditions were entered into paired group t-test analysis to rule out sub-threshold effects of sham stimulation, which showed stronger connectivity of the striatum nucleus with the right lateral occipital cortex and the cuneal cortex (max Z score 3.12) and with the right anterior temporal lobe (max Z score 3.42) and of the cerebellum with the right lateral occipital cortex and the right cerebellar cortex (max Z score 3.79).Our results suggest that effective AMPS acutely increases RSFC of brain regions involved in visuo-spatial and sensory-motor integration.This study provides Class II evidence that automatic mechanical peripheral stimulation is effective in modulating brain functional connectivity of patients with Parkinson Disease at rest.Clinical Trials.gov NCT01815281
Intrahemispheric cortico-cortical connections of the human auditory cortex.
The human auditory cortex comprises the supratemporal plane and large parts of the temporal and parietal convexities. We have investigated the relevant intrahemispheric cortico-cortical connections using in vivo DSI tractography combined with landmark-based registration, automatic cortical parcellation and whole-brain structural connection matrices in 20 right-handed male subjects. On the supratemporal plane, the pattern of connectivity was related to the architectonically defined early-stage auditory areas. It revealed a three-tier architecture characterized by a cascade of connections from the primary auditory cortex to six adjacent non-primary areas and from there to the superior temporal gyrus. Graph theory-driven analysis confirmed the cascade-like connectivity pattern and demonstrated a strong degree of segregation and hierarchy within early-stage auditory areas. Putative higher-order areas on the temporal and parietal convexities had more widely spread local connectivity and long-range connections with the prefrontal cortex; analysis of optimal community structure revealed five distinct modules in each hemisphere. The pattern of temporo-parieto-frontal connectivity was partially asymmetrical. In conclusion, the human early-stage auditory cortical connectivity, as revealed by in vivo DSI tractography, has strong similarities with that of non-human primates. The modular architecture and hemispheric asymmetry in higher-order regions is compatible with segregated processing streams and lateralization of cognitive functions
HARDI Methods: tractography reconstructions and automatic parcellation of brain connectivity
Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (Radiações em Diagnóstico e Terapia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012A neuroanatomia humana tem sido objecto de estudo científico desde que surgiu o interesse na organização do corpo humano e nas suas funções, quer como um todo quer através das partes que o constituem. Para atingir este fim, as autópsias foram a primeira forma de revelar algum conhecimento, o qual tem vindo a ser catalogado e sistematizado à medida que a medicina evolui. Passando por novas técnicas de conservação e tratamento de tecido humano, de que são exemplo as dissecções de Klinger, nas quais se fazem secções de material conservado criogenicamente, bem como por estudos histológicos através da utilização de corantes, conseguiu-se uma forma complementar de realizar estes estudos. Permanecia, no entanto, a impossibilidade de analisar in vivo a estrutura e função dos diferentes sistemas que constitutem o Homem. Com o surgimento das técnicas imagiológicas o diagnóstico e monitorização do corpo humano, bem como das patologias a ele associadas, melhoraram consideravelmente. Mais recentemente, com o aparecimento da ressonância magnética (MRI: do Inglês "Magnetic Resonance Imaging"), tornou-se possível estudar as propriedades magnéticas do tecido, reflectindo as suas características intrínsecas com base na aplicação de impulsos de radiofrequência. Através de ressonância magnética é possível estudar essas propriedades em vários núcleos atómicos, sendo mais comum o estudo do hidrogénio, pois somos maioritariamente consistituídos por água e gordura. Uma vez que só é possível medir variações do campo magnético, aplicam-se impulsos de radiofrequência para perturbar o equilíbrio dos spins e medir os seus mecanismos de relaxação, os quais, indirectamente, reflectem a estrutura do tecido. Contudo, o sinal medido é desprovido de qualquer informação espacial. De facto, para podermos proceder a essa quantificação, é necessária a utilização de gradientes de campo magnético, que permitem modificar localmente a frequência de precessão dos protões, através da alteração local do campo magnético, permitindo assim, adquirir o sinal de forma sequencial. A informação obtida constitui uma função variável no espaço e através da transformação de Fourier pode ser quantificada em frequências espaciais, sendo estes dados armazenados no espaço k. O preencimento deste espaço, caracterizado por frequências espaciais, bem como os gradientes de campo magnético que são aplicados, permitem determinar a resolução da imagem que podemos obter, aplicando uma transformação de Fourier inversa. O estudo da ressonância magnética não se restringe à análise da estrutura mas também ao estudo da função e difusão das moléculas de água. A difusão é um processo aleatório, que se traduz pelo movimento térmico das moléculas de água, e o seu estudo permite inferir sobre o estado do tecido e microestrutura associada, de uma forma não invasiva e in vivo. A técnica de imagiologia de ressonância magnética ponderada por difusão (DWI: do Inglês "Diffusion Weighted Imaging") permite o estudo da direccionalidade das moléculas de água e extracção de índices que reflectem directamente a integridade dos tecidos biológicos. De modo a sensibilizar as moléculas de água à difusão, é necessário aplicar sequências de ressonância magnética modificadas, nas quais se aplicam gradientes de campo magnético de difusão para quantificar o deslocamento das moléculas e a sua relação com o coeficiente de difusão das mesmas. Num ambiente livre e sem barreiras a difusão das moléculas de água é isotrópica, uma vez que se apresenta igual em todas as direcções. Todavia, tal não se verifica no corpo humano. A presença destas barreiras leva a que, na verdade, apenas possa ser medido um coeficiente de difusão aparente. Este, por sua vez, traduz a interacção entre as moléculas de água com a microestrutura e, como tal, uma anisotropia na sua difusão. Como caso particular de difusão anisotrópica a nível cerebral, tem-se a difusão das moléculas de água na matéria branca, uma vez que esta apresenta uma direccionalidade preferencial de acordo com a orientação dos axónios, visto estarem presentes menos restrições à sua propagação, ao contrário do que acontece com a direcção perpendicular (devido à membrana celular e às bainhas de mielina). Por oposição, a matéria cinzenta, constituída pelo aglomerado dos corpos celulares dos neurónios, e o líquido cefalorraquidiano apresentam uma difusão sem direcção preferencial (i.e. aproximadamente isotrópica). A informação obtida através da difusão das moléculas de água encontra-se limitada pelo número de direcções segundo o qual aplicamos os gradientes de difusão. Deste modo, surgiu a imagiologia por tensor de difusão (DTI: do Inglês "Diffusion Tensor Imaging"). Esta técnica permite extrair informação acerca da tridimensionalidade da distribuição da difusão de moléculas de água através da aplicação de seis gradientes de difusão não colineares entre si. A distribuição destas moléculas pode, então, ser vista como um elipsóide, no qual o principal vector próprio do tensor representa a contribuição da difusão das moléculas segundo a direcção do axónio (ou paralela), sendo os dois restantes componentes responsáveis pela contribuição transversal. Além da difusividade média (MD: do Inglês "Mean Diffusivity") e das contribuições da difusão paralela (MD//) e perpendicular (MD ) às fibras, é também possível extrair outros índices, como a anisotropia fraccional (FA: do Inglês "Fractional Anisotropy"), que fornece informação acerca da percentagem de difusão anisotrópica num determinado voxel. Para a matéria branca, tal como já foi referido, existe difusão preferencial e, portanto, a anisotropia fraccional será elevada. Por outro lado, para a matéria cinzenta e para o líquido cefalorraquidiano, verificar-se-á uma FA reduzida, devido à ausência de anisotropia. Todavia, regiões com reduzida anisotropia fraccional podem camuflar regiões de conformação de cruzamento de fibras, ou fibras muito anguladas, que a imagiologia por tensor de difusão não consegue resolver. A razão para esta limitação reside no número reduzido de diferentes direcções de difusão que são exploradas, assim como o pressuposto de que a distribuição das moléculas de água é Gaussiana em todo o cérebro, o que não é necessariamente verdade. A fim de se ultrapassar estas limitações, novas técnicas surgiram, nomeadamente as de elevada resolução angular (HARDI: do Inglês "High Angular Resolution Diffusion Imaging"). Estas fazem uso de uma aquisição em função de múltiplas direcções de gradiente e de uma diferente modelação dos dados obtidos, dividindo-se em dois tipos. As técnicas livres de modelos permitem extrair uma função de distribuição da orientação das fibras num determinado voxel directamente do sinal e/ou transformações da função densidade de probabilidade do deslocamento das moléculas de água. Contrariamente, as técnicas baseadas em modelos admitem existir determinados constrangimentos anatómicos e que o sinal proveniente de um determinado voxel é originado por um conjunto de sinais individuais de fibras, caracterizados por uma distribuição preferencial das direcções das fibras. Todos estes métodos têm como objectivo principal recuperar a direcção preferencial da difusão das moléculas de água e reconstruir um trajecto tridimensional que represente a organização das fibras neuronais, pelo que se designam métodos de tractografia. Esta representa a única ferramenta não invasiva de visualização in vivo da matéria branca cerebral e o seu estudo tem revelado uma grande expansão associada ao estabelecimento de marcador biológico para diversas patologias. Adicionalmente, esta técnica tem vindo a tornar-se uma modalidade clínica de rotina e de diversos protocolos de investigação, sendo inclusivamente utilizada para complementar o planeamento em cirurgia, devido à natureza dos dados que gera. Particularmente no caso de dissecções manuais, nas quais os dados de tractografia são manuseados por pessoal especializado, com vista a realizar a parcelização de diferentes tractos de interesse, o processo é moroso e dependente do utilizador, revelando-se necessária a automatização do mesmo. Na realidade, já existem técnicas automáticas que fazem uso de algoritmos de agregação1, nos quais fibras são analisadas e agrupadas segundo características semelhantes, assim como técnicas baseadas em regiões de interesse, em que se extraem apenas os tractos seleccionados entre as regiões escolhidas. O objectivo principal desta dissertação prende-se com a análise automática de dados de tractografia, bem como a parcelização personalizada de tractos de interesse, também esta automática. Em primeiro lugar, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar automaticamente com funções básicas de carregamento dos ficheiros de tractografia, o seu armazenamento em variáveis fáceis de manusear e a sua filtragem básica de acordo com regiões de interesse de teste. Neste processo de filtragem é feita a avaliação das fibras que atravessam a região de interesse considerada. Assim, após a localização das fibras entre as regiões de interesse os tractos resultantes podem ser guardados de duas formas, as quais têm, necessariamente, que ser especificadas antes de utilizar o software: um ficheiro que contém todas as fibras resultantes da parcelização e outro que contém o mapa de densidade associado, isto é, o número de fibras que se encontra em cada voxel. Após esta fase inicial, a flexibilidade e complexidade do software foi aumentando, uma vez que foram implementados novos filtros e a possibilidade de utilizar regiões de interesse de diferentes espaços anatómicos padrão. Fazendo uma análise a esta última melhoria, pode referir-se que, através de um procedimento de registo não linear da imagem anatómica do espaço padrão ao espaço individual de cada sujeito, foi possível, de forma automática, guardar o campo de deformações que caracteriza a transformação e, assim, gerar regiões de interesse personalizadas ao espaço do sujeito. Estas regiões de interesse serviram depois para a parcelização básica e para seleccionar tractos, mas também para filtragens adicionais, como a exclusão de fibras artefactuosas2 e um filtro especial, no qual apenas os pontos que ligam directamente as diferentes regiões são mantidos. Além do que já foi referido, recorreu-se também à aplicação de planos de interesse que actuam como constrangimentos neuroanatómicos, o que não permite, por exemplo, no caso da radiação óptica, que as fibras se propaguem para o lobo frontal. Esta ferramenta foi utilizada com sucesso para a parcelização automática do Fascículo Arcuado, Corpo Caloso e Radiação Óptica, tendo sido feita a comparação com a dissecção manual, em todos os casos. O estudo do Fasciculo Arcuado demonstrou ser o teste ideal para a ferramenta desenvolvida na medida que permitiu identificar o segmento longo, assim como descrito na literatura. O método automático de duas regiões de interesse deu a origem aos mesmos resultados obtidos manualmente e permitiu confirmar a necessidade de estudos mais aprofundados. Aumentando a complexidade do estudo, realizou-se a parcelização do Corpo Caloso de acordo com conectividade estrutural, isto é, com diferentes regiões envolvidas em funções distintas. Procedeu-se deste modo, e não com base em informação acerca de divisões geométricas, uma vez que estas já demonstraram incongruências quando correlacionadas com subdivisões funcionais. O uso adicional de regiões de interesse para a exclusão de fibras demonstrou-se benéfico na obtenção dos mapas finais. Finalmente, incluiu-se a utilização de um novo filtro para realizar a parcelização da Radiação Óptica, comparando os resultados para DTI e SD(do Inglês "Spherical Deconvolution"). Foi possível determinar limitações na primeira técnica que foram, no entanto, ultrapassadas pela utilização de SD. O atlas final gerado apresenta-se como uma mais-valia para o planeamento cirúrgico num ambiente clínico. O desenvolvimento desta ferramenta resultou em duas apresentações orais em conferências internacionais e encontra-se, de momento, a ser melhorada, a fim de se submeter um artigo de investigação original. Embora se tenha chegado a um resultado final positivo, tendo em conta a meta previamente estabelecida, está aberto o caminho para o seu aperfeiçoamento. Como exemplo disso, poder-se-á recorrer ao uso combinado das duas abordagens de parcelização automática e à utilização de índices específicos dos tractos, o que poderá trazer uma nova força à delineação dos tractos de interesse. Adicionalmente, é também possível melhorar os algoritmos de registo de imagem, tendo em conta a elevada variabilidade anatómica que alguns sujeitos apresentam. Como nota final, gostaria apenas de salientar que a imagiologia por difusão e, em particular, a tractografia, têm ainda muito espaço para progredir. A veracidade desta afirmação traduz-se pela existência de uma grande variedade de modelos e algoritmos implementados, sem que, no entanto, exista consenso na comunidade científica acerca da melhor abordagem a seguir.Diffusion weighted imaging (DWI) has provided us a non-invasive technique to determine physiological information and infer about tissue microstructure. The human body is filled with barriers affecting the mobility of molecules and preventing it from being constant in different directions (anisotropic diffusion). In the brain, the sources for this anisotropy arise from dense packing axons and from the myelin sheath that surrounds them. Only with Diffusion Tensor Imaging (DTI) it was possible to fully characterize anisotropy by offering estimations for average diffusivities in each voxel. However, these methods were limited, not being able to reflect the index of anisotropic diffusion in regions with complex fibre conformations. It was possible to reduce those problems through the acquisition of many gradient directions with High Angular Resolution Diffusion Imaging (HARDI). There are model-free approaches such as Diffusion Spectrum Imaging (DSI) and Q-ball Imaging (QBI) which retrieve an orientation distribution function (ODF) directly from the water molecular displacement. Another method is Spherical Deconvolution, which is a model-based approach based on the computation of a fibre orientation distribution (FOD) from the deconvolution of the diffusion signal and a chosen fibre response function. Reconstructing the fibre orientations from the diffusion profile, generates a three-dimensional reconstruction of neuronal fibres (Tractography) whether in a deterministic, probabilistic or global way. Tractography has two main purposes: non-invasive and in vivo mapping of human white matter and neurosurgical planning. In order to achieve those purposes it is common to apply parcellation techniques which can be subdivided into ROI-based or Clustering base. The aim of this project is to develop an automated method of tract-based parcellation of different brain regions. This tool is essential to retrieve information about the architecture and connectivity of the brain, overcoming time consuming and expertise related issues derived from manual dissections. Firstly we investigated basic functions to handle diffusion and tractography data. In particular, we focused on how to load track files, filter them according to regions of interest and save the output in different formats. Results were always compared with manual dissection. The developed tool increased complexity by introduction a new filtering and the use of regions of interest from different standard spaces, created trough non-linear registrations. Three major tracts of interest were analysed: Arcuate Fasciculus, Corpus Callosum and Optic Radiation
Neural, electrophysiological and anatomical basis of brain-network variability and its characteristic changes in mental disorders
Functional brain networks demonstrate significant temporal variability and dynamic reconfiguration even in the resting state. Currently, most studies investigate temporal variability of brain networks at the scale of single (micro) or whole-brain (macro) connectivity. However, the mechanism underlying time-varying properties remains unclear, as the coupling between brain network variability and neural activity is not readily apparent when analysed at either micro or macroscales. We propose an intermediate 15 (meso) scale analysis and characterize temporal variability of the functional architecture associated with a particular region. This yields a topography of variability that reflects the whole-brain and, most importantly, creates an analytical framework to establish the fundamental relationship between variability of regional functional architecture and its neural activity or structural connectivity. We find that temporal variability reflects the dynamical reconfiguration of a brain region into distinct functional modules at different times and may be indicative of brain flexibility and adaptability. Primary and unimodal sensory-motor cortices demon- 20 strate low temporal variability, while transmodal areas, including heteromodal association areas and limbic system, demonstrate the high variability. In particular, regions with highest variability such as hippocampus/parahippocampus, inferior and middle temporal gyrus, olfactory gyrus and caudate are all related to learning, suggesting that the temporal variability may indicate the level of brain adaptability. With simultaneously recorded electroencephalography/functional magnetic resonance imaging and functional magnetic resonance imaging/diffusion tensor imaging data, we also find that variability of regional functional architec- 25 ture is modulated by local blood oxygen level-dependent activity and a-band oscillation, and is governed by the ratio of intra- to inter-community structural connectivity. Application of the mesoscale variability measure to multicentre datasets of three mental disorders and matched controls involving 1180 subjects reveals that those regions demonstrating extreme, i.e. highest/lowest variability in controls are most liable to change in mental disorders. Specifically, we draw attention to the identification of diametrically opposing patterns of variability changes between schizophrenia and attention deficit hyperactivity disorder/autism. 30 Regions of the default-mode network demonstrate lower variability in patients with schizophrenia, but high variability in patients with autism/attention deficit hyperactivity disorder, compared with respective controls. In contrast, subcortical regions, especially the thalamus, show higher variability in schizophrenia patients, but lower variability in patients with attention deficit hyperactivity disorder. The changes in variability of these regions are also closely related to symptom scores. Our work provides insights into the dynamic organization of the resting brain and how it changes in brain disorders. The nodal variability measure may also be 35 potentially useful as a predictor for learning and neural rehabilitation
Complex networks in climate dynamics - Comparing linear and nonlinear network construction methods
Complex network theory provides a powerful framework to statistically
investigate the topology of local and non-local statistical interrelationships,
i.e. teleconnections, in the climate system. Climate networks constructed from
the same global climatological data set using the linear Pearson correlation
coefficient or the nonlinear mutual information as a measure of dynamical
similarity between regions, are compared systematically on local, mesoscopic
and global topological scales. A high degree of similarity is observed on the
local and mesoscopic topological scales for surface air temperature fields
taken from AOGCM and reanalysis data sets. We find larger differences on the
global scale, particularly in the betweenness centrality field. The global
scale view on climate networks obtained using mutual information offers
promising new perspectives for detecting network structures based on nonlinear
physical processes in the climate system.Comment: 24 pages, 10 figure
Comparison of resting state functional networks in HIV infected and uninfected children at age 9 years
Over 2.5 million children are infected with HIV, the majority of whom reside in Sub-Saharan Africa. Treatment coverage is steadily gaining momentum, reducing mortality and morbidity. Yet little is known about brain development in HIV-infected (HIV+) children who are on highly-active antiretroviral therapy (ART), with viral load suppression from a young age. Here, we use resting state fMRI (rs-fMRI) to examine the impact of HIV and ART on the development of functional networks in 9-year-old vertically HIV-infected children compared to age-matched controls of similar socioeconomic status. We present analyses for a sample of 40 HIV+ (9.2 ± 0.20 years; 16 males) children from the Children with HIV Early Antiretroviral (CHER) clinical trial (Cotton et al. 2013; Violari et al. 2008) and 24 uninfected (12 exposed; 12 males; 9.6 ± 0.52 years) controls from an interlinking vaccine trial (Madhi et al. 2010). Scans were performed at the Cape Universities Body Imaging Centre (CUBIC) in Cape Town, South Africa. We investigated HIV-related differences in within- and between-network functional connectivity (FC) using independent component analysis(ICA) and seed-based correlation analysis (SCA). For SCA, seeds were placed in the structural core, in regions implicated in HIV-related between-group differences at age 7 years, and in regions associated with neuropsychological domains impaired in our cohort. In addition, we evaluated associations of past and present immune health measures with within-network connectivity using ICA. We found no HIV-related intra-network FC differences within any ICA-generated RSNs at age 9 years, perhaps as a result of within-network connectivity not being sufficiently robust at this age. We found a positive association of CD4%, both current and in infancy, with functional integration of left lobule 7 into the cerebellum network at age 9 years. Long-term impact of early immune health supports recently-revised policies of commencing ART immediately in HIV+ neonates. ii Compared to uninfected children, HIV+ children had increased FC to several seeds. Firstly, to seeds associated with the planning and visual perception neuropsychological domains. Secondly, to structural core seeds in the extrastriate visual cortex (of the medial visual network) and the right angular gyrus (of the temporoparietal network). Finally, to left paracentral (somatosensory network) and right precuneus (posterior DMN) seeds previously revealing between-group differences at age 7 years. The connections with greater FC in HIV+ children may variously indicate functional recruitment of additional brain capacity, immature excess of short-range connections, and/or immature excess of between-network connections. In conclusion, despite early ART and early virologic suppression, HIV+ children demonstrate instances of abnormal FC at age 9 years. Disruption to visual cortex is marked, consistent with indications from neuropsychological testing that visual perception is disrupted. The profile of HIV- and/or ART-related effects on FC differs considerably between the two ages of 7 and 9 years, but both show characteristics of immature functional organisation compared with age-matched controls
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