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A graph neural network approach to investigate brain critical states over neurodevelopment

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Autor(es):
Cabral-Carvalho, Rodrigo M. ; Pinaya, Walter H. L. ; Sato, Joao R.
Número total de Autores: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: NETWORK NEUROSCIENCE; v. 9, n. 2, p. 16-pg., 2025-06-27.
Resumo

In this study, we employed graph neural networks to investigate the functional connectivity patterns of resting-state fMRI data using the 2D Ising model as a theoretical framework to access critical dynamics. Our key finding is the significant decrease in Ising temperature with age in both typically developing children and those with attention-deficit/hyperactivity disorder, indicating a developmental transition from a high-entropy, disordered state to a more ordered state, decreasing the availability of dynamical states that the system can occupy and transit in different conditions. Moreover, this decrease in temperature is crucial as it implies that the brain is moving away from criticality, leading the system to a more subcritical regime. The correlation coefficients across the groups showed no significant differences, indicating the same developmental trajectory. (AU)

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Processo FAPESP: 24/09675-5 - Explorando Determinantes da Fibromialgia com Inteligência Artificial - da Epigenética à Clínica: Uma coorte brasileira intergeracional (FIBROGEN)
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Processo FAPESP: 24/00861-0 - Melhorando a caracterização de transtornos psiquiátricos com Spatio-Temporal Graph Convolution Neural Networks usando dados de fMRI
Beneficiário:Rodrigo da Motta Cabral de Carvalho
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
Processo FAPESP: 23/02616-0 - Utilização de Graph convolutional neural networks em dados de fMRI para caracterização de transtornos psiquiátricos.
Beneficiário:Rodrigo da Motta Cabral de Carvalho
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
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Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático