BW
Bernd Weber
Author with expertise in Analysis of Brain Functional Connectivity Networks
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
36
(53% Open Access)
Cited by:
2,799
h-index:
74
/
i10-index:
279
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Structural brain abnormalities in the common epilepsies assessed in a worldwide ENIGMA study

Christopher Whelan et al.Nov 29, 2017
Progressive functional decline in the epilepsies is largely unexplained. We formed the ENIGMA-Epilepsy consortium to understand factors that influence brain measures in epilepsy, pooling data from 24 research centres in 14 countries across Europe, North and South America, Asia, and Australia. Structural brain measures were extracted from MRI brain scans across 2149 individuals with epilepsy, divided into four epilepsy subgroups including idiopathic generalized epilepsies (n =367), mesial temporal lobe epilepsies with hippocampal sclerosis (MTLE; left, n = 415; right, n = 339), and all other epilepsies in aggregate (n = 1026), and compared to 1727 matched healthy controls. We ranked brain structures in order of greatest differences between patients and controls, by meta-analysing effect sizes across 16 subcortical and 68 cortical brain regions. We also tested effects of duration of disease, age at onset, and age-by-diagnosis interactions on structural measures. We observed widespread patterns of altered subcortical volume and reduced cortical grey matter thickness. Compared to controls, all epilepsy groups showed lower volume in the right thalamus (Cohen's d = -0.24 to -0.73; P < 1.49 × 10-4), and lower thickness in the precentral gyri bilaterally (d = -0.34 to -0.52; P < 4.31 × 10-6). Both MTLE subgroups showed profound volume reduction in the ipsilateral hippocampus (d = -1.73 to -1.91, P < 1.4 × 10-19), and lower thickness in extrahippocampal cortical regions, including the precentral and paracentral gyri, compared to controls (d = -0.36 to -0.52; P < 1.49 × 10-4). Thickness differences of the ipsilateral temporopolar, parahippocampal, entorhinal, and fusiform gyri, contralateral pars triangularis, and bilateral precuneus, superior frontal and caudal middle frontal gyri were observed in left, but not right, MTLE (d = -0.29 to -0.54; P < 1.49 × 10-4). Contrastingly, thickness differences of the ipsilateral pars opercularis, and contralateral transverse temporal gyrus, were observed in right, but not left, MTLE (d = -0.27 to -0.51; P < 1.49 × 10-4). Lower subcortical volume and cortical thickness associated with a longer duration of epilepsy in the all-epilepsies, all-other-epilepsies, and right MTLE groups (beta, b < -0.0018; P < 1.49 × 10-4). In the largest neuroimaging study of epilepsy to date, we provide information on the common epilepsies that could not be realistically acquired in any other way. Our study provides a robust ranking of brain measures that can be further targeted for study in genetic and neuropathological studies. This worldwide initiative identifies patterns of shared grey matter reduction across epilepsy syndromes, and distinctive abnormalities between epilepsy syndromes, which inform our understanding of epilepsy as a network disorder, and indicate that certain epilepsy syndromes involve more widespread structural compromise than previously assumed.
0
Citation409
0
Save
0

Phase/amplitude reset and theta–gamma interaction in the human medial temporal lobe during a continuous word recognition memory task

Florian Mormann et al.Jan 1, 2005
Abstract We analyzed intracranial electroencephalographic (EEG) recordings from the medial temporal lobes of 12 epilepsy patients during a continuous word recognition paradigm, contrasting trials of correctly recognized repeated words (hits) and correctly identified new words (correct rejections). Using a wavelet‐based analysis, we investigated how power changes and phase clustering in different frequency bands contribute to the averaged event‐related potentials (ERPs). In addition, we analyzed the actual mean phases of the different oscillations. Our analyses yielded the following results: (1) power changes contributed significantly only to the late components of the ERPs (>400 ms) (2) earlier ERP components were produced by a stimulus‐related broad‐band phase and amplitude reset of ongoing oscillatory activity about 190 ms after stimulus onset that involved not only the theta band, but also covered alpha and lower beta band frequencies (3) phase and amplitude reset occurred during an epoch of increased phase entrainment over time that lasted for about two oscillation periods for all involved frequencies and was more pronounced for correct rejections than for hits. The broad‐band phase and amplitude reset was observed for both hits and correct rejections, and therefore, did not appear to support a specific cognitive function, but rather to act as a general facilitating factor for the processes involved in this memory task. Further analyses of synchronization between oscillations and power changes in different frequency bands revealed a task‐dependent modulation of gamma activity by the entrained theta cycle, a mechanism potentially related to memory encoding and retrieval in the rhinal cortex and hippocampus, respectively. © 2005 Wiley‐Liss, Inc.
0

On the Use of Neurophysiological Tools in IS Research: Developing a Research Agenda for NeuroIS

Dimoka Dimoka et al.Jan 1, 2012
This article discusses the role of commonly used neurophysiological tools such as psychophysiological tools (e.g., EKG, eye tracking) and neuroimaging tools (e.g., fMRI, EEG) in Information Systems research. There is heated interest now in the social sciences in capturing presumably objective data directly from the human body, and this interest in neurophysiological tools has also been gaining momentum in IS research (termed NeuroIS). This article first reviews commonly used neurophysiological tools with regard to their major strengths and weaknesses. It then discusses several promising application areas and research questions where IS researchers can benefit from the use of neurophysiological data. The proposed research topics are presented within three thematic areas: (1) development and use of systems, (2) IS strategy and business outcomes, and (3) group work and decision support. The article concludes with recommendations on how to use neurophysiological tools in IS research along with a set of practical suggestions for developing a research agenda for NeuroIS and establishing NeuroIS as a viable subfield in the IS literature.
0

Acute and Sustained Effects of Cognitive Emotion Regulation in Major Depression

Susanne Erk et al.Nov 24, 2010
Dysfunctional regulation of mood and emotion is a key component of major depressive disorder and leads to sustained negative feelings. Using functional MRI (fMRI), we investigated the temporal dynamics of emotion regulation in patients with major depressive disorder and in healthy controls, testing for acute and sustained neural effects of active emotion regulation. Moderately depressed individuals ( n = 17) and never-depressed healthy control subjects ( n = 17) underwent fMRI during performance of an active cognitive emotion regulation task while viewing emotionally arousing pictures. In a second task, completed 15 min later, subjects were presented with the same stimuli in a passive viewing task. Whole-brain analyses and connectivity measures were used to determine acute and sustained effects of emotion regulation on brain activation and coupling between regions. On the group level, patients were able to downregulate negative emotions and corresponding amygdala activation, but this ability decreased with increasing symptom severity. Moreover, only healthy control subjects showed a sustained regulation effect in the amygdala after a 15 min delay, whereas depressed patients did not. Finally, patients exhibited diminished prefrontal activation and reduced prefrontolimbic coupling during active regulation. Although emotion regulation capacity in medicated depressive patients appears to be preserved depending on symptom severity, the effect is not sustained. Correlational analyses provide evidence that this diminished sustained-regulation effect might be related to reduced prefrontal activation during regulation.
0

Genetic Determinants of Cortical Structure (Thickness, Surface Area and Volumes) among Disease Free Adults in the CHARGE Consortium

Ivana Kolčić et al.Sep 9, 2018
Abstract Cortical thickness, surface area and volumes (MRI cortical measures) vary with age and cognitive function, and in neurological and psychiatric diseases. We examined heritability, genetic correlations and genome-wide associations of cortical measures across the whole cortex, and in 34 anatomically predefined regions. Our discovery sample comprised 22,822 individuals from 20 cohorts within the Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology (CHARGE) consortium and the United Kingdom Biobank. Significant associations were replicated in the Enhancing Neuroimaging Genetics through Meta-analysis (ENIGMA) consortium, and their biological implications explored using bioinformatic annotation and pathway analyses. We identified genetic heterogeneity between cortical measures and brain regions, and 161 genome-wide significant associations pointing to wnt/β-catenin, TGF-β and sonic hedgehog pathways. There was enrichment for genes involved in anthropometric traits, hindbrain development, vascular and neurodegenerative disease and psychiatric conditions. These data are a rich resource for studies of the biological mechanisms behind cortical development and aging.
0
Citation24
0
Save
34

Subcortical Volume Trajectories across the Lifespan: Data from 18,605 healthy individuals aged 3-90 years

Danai Dima et al.May 7, 2020
Abstract Age has a major effect on brain volume. However, the normative studies available are constrained by small sample sizes, restricted age coverage and significant methodological variability. These limitations introduce inconsistencies and may obscure or distort the lifespan trajectories of brain morphometry. In response, we capitalised on the resources of the Enhancing Neuroimaging Genetics through Meta-Analysis (ENIGMA) Consortium to examine the age-related morphometric trajectories of the ventricles, the basal ganglia (caudate, putamen, pallidum, and nucleus accumbens), the thalamus, hippocampus and amygdala using magnetic resonance imaging data obtained from 18,605 individuals aged 3-90 years. All subcortical structure volumes were at their maximum early in life; the volume of the basal ganglia showed a gradual monotonic decline thereafter while the volumes of the thalamus, amygdala and the hippocampus remained largely stable (with some degree of decline in thalamus) until the sixth decade of life followed by a steep decline thereafter. The lateral ventricles showed a trajectory of continuous enlargement throughout the lifespan. Significant age-related increase in inter-individual variability was found for the hippocampus and amygdala and the lateral ventricles. These results were robust to potential confounders and could be used to derive risk predictions for the early identification of diverse clinical phenotypes.
1

Network-based atrophy modelling in the common epilepsies: a worldwide ENIGMA study

Sara Larivière et al.May 5, 2020
SUMMARY Epilepsy is increasingly conceptualized as a network disorder. In this cross-sectional mega-analysis, we integrated neuroimaging and connectome analysis to identify network associations with atrophy patterns in 1,021 adults with epilepsy compared to 1,564 healthy controls from 19 international sites. In temporal lobe epilepsy, areas of atrophy co-localized with highly interconnected cortical hub regions, whereas idiopathic generalized epilepsy showed preferential subcortical hub involvement. These morphological abnormalities were anchored to the connectivity profiles of distinct disease epicenters, pointing to temporo-limbic cortices in temporal lobe epilepsy and fronto-central cortices in idiopathic generalized epilepsy. Indices of progressive atrophy further revealed a strong influence of connectome architecture on disease progression in temporal lobe, but not idiopathic generalized, epilepsy. Our findings were reproduced across individual sites and single patients, and were robust across different analytical methods. Through worldwide collaboration in ENIGMA-Epilepsy, we provided novel insights into the macroscale features that shape the pathophysiology of common epilepsies.
Load More