Summary
여기 오염 불안과 관련된 뇌 영역을 제어하는 훈련 사람과 오염 불안과 뇌 연결 패턴 사이의 관계를 탐색하는 방법을 제시.
Abstract
우리는 실시간으로 기능성 자기 공명 이미징 (RT - fMRI) 데이터의 생체 자기 제어 중이죠를 사용하여 오염 불안과 관련된 자신의 orbitofrontal 피질의 영역에서 활동을 제어하는 훈련 과목에 대한 방법을 제시한다. 이 지역의 증가 활동은 제어 과목 1과 강박 장애 (강박 신경증), 2 오염 불안과 관련된 비교적 일반적이고 자주 쇠약하게 정신과 장애와 개인 모두에 오염 불안과 관계를 볼 수 있습니다. 여러 뇌 영역이 orbitofrontal 피질 (OFC)에 강박 신경증, 이상에 연루되어 있지만 것이 가장 일관성있는 결과 중 하나입니다. 3, 또한 4 과다 OFC의는 강박 신경증의 증상의 심각도 5와 연관시키는 것은 발견 및 과다로 감소되었습니다 이 지역은 감소 증상의 심각와 연관시키는 것은보고되었습니다. 따라서 6이 뇌 영역을 제어할 수있는 능력이 CL로 번역 수도 있습니다오염 불안을 포함하여 강박 증상에 inical 개선. RT - fMRI 데이터의 생체 자기 제어 중이죠는 제목의 두뇌의 특정 영역에서 활동의 시간적 패턴 (또는 뇌 활동의 구체적인 분산 패턴과 관련된) 주제에 대한 피드백 신호로 제공되는 새로운 기술입니다. 최근 보고서는 사람들이 RT - fMRI의 생체 자기 제어 중이죠와 함께 제공되는 경우 특정 뇌 영역의 활동을 통해 컨트롤을 개발할 수있는 것을 나타냅니다. 감정 처리에 관련된 뇌 영역을 대상으로이 기술을 사용하여 특히, 여러 연구에서 7-12는 교육 과목에 성공을보고 이 지역을 통제합니다. 몇 가지 경우 13-18는 RT - fMRI 생체 자기 제어 중이죠 훈련 과목에서인지 감정, 또는 임상 변화를 유도하는 것으로보고되었습니다. 치료에 적용할 여기에 8, 9, 13, 19 우리가이 기술을 설명 건강한 과목에서 오염 불안. 이것은 생체 자기 제어 중이죠 개입은 가치 BAS 것입니다IC 연구 도구 : 그것은 교란의 뇌 기능 연구가 뇌 역학의 결과 변화를 측정하고 오염 불안이나 다른 행동 조치의 변화에 그 연관 있습니다. 또한,이 방법의 설립은 강박 신경증의 치료 개입으로 fMRI 기반 생체 자기 제어 중이죠 조사 향한 첫 단계로서 역할을합니다. 약 강박 신경증을 가진 환자의 4 분의 1은 치료, 20-22의 현재 사용 가능한 형태로부터 혜택을 사람이 거의 완전히 회복하지,이 인구 치료를위한 새로운 접근 방법이 절실히 필요한 그 작은 혜택을받을 수 감안할 때.
Protocol
1. 자극 개발
광범위한 자극의 개발이 필요합니다. 오염과 관련된하고 중립적인 이미지를 수집하고 이러한 자극에 의해 유도 불안이 도발 조건에 걸쳐 균형과 중립 조건보다 도발 조건에서 상당히 큰 더 구체적으로 다음 4 가지 자극 세트가 필요되도록 조종해야합니다. :
- Localizer의 자극 : 300 오염과 관련된 이미지와 300 중립적인 이미지는 orbitofrontal 피질 (OFC) 오염 불안에 참여의 영역을 집중하는 데 사용됩니다. 이들은 오염과 관련된 이미지가 중립 이미지 (자기 보고서 기준)보다 훨씬 오염의 불안을 자극 것을 보장하기 위해 조종해야합니다. 그것은 OFC의 대상 지역이 이러한 자극을 사용하여 각 과목에 현지해야합니다이 프로그램이 아니라 전체적으로 그룹에 걸쳐, 모든 시험 주제에 대한 사실입니다 것이 중요합니다.
- Biofeedback 자극 : 자극의 두 매칭 세트는 각 자극의 3 종류를 포함, 개발해야합니다. 각 세트 18 도발적인 자극이 증가 블록에 필요한 18 도발적인 자극은 감소 블록에 필요한, 24 중립 자극은 중립 블록 필요합니다. 한 세트의 첫 번째 생체 자기 제어 중이죠 세션을위한 두 번째 세트는 두 번째 생체 자기 제어 중이죠 세션입니다. 이러한 자극이 유형의 주요 효과 (도발과 중립 자극의 차이에 관한)하지만 설정하거나 유형별로없이 주요 효과가 있도록 볼 때 파일럿 데이터는 자기보고 불안 과목 경험을 수집해야합니다 상호 작용을 설정합니다.
- 제어 작업 자극 : 네 일치 자극 세트는 각 증가 블록 감소 블록 6 도발적인 자극, 8 중립적인 자극 6 도발적인 자극을 포함하여 개발해야합니다. 이 4 세트는 두 생체 자기 제어 중이죠 세션 각각의 시작과 종료에 실시 제어 작업 실행위한 것입니다. 이러한 자극이 유형의 주요 효과 (도발과 중립 자극의 차이에 관한)하지만 설정하거나 유형별로없이 주요 효과가있다는 것을 보장하기 위해 볼 때 파일럿 데이터는 자기보고 불안 과목 경험을 수집해야합니다 상호 작용을 설정합니다.
- 평가 세션 자극 : 3 일치 자극 세트는 각 25 오염 이미지를 포함하여, 개발해야합니다. 파일럿 데이터는 해당 이미지에 대한 응답으로 경험 불안에 설정된 전혀 효과가 없습니다 보장하기 위해 수집해야합니다.
우리의 그룹에 의해 사용되는 자극은 Maudsley 강박 증상 23 설정하고 국제 정서 사진 체계 24 이미지뿐만 아니라, 우리는 구글 이미지로부터 얻은 정보와에서 구입한, 자신을 데려 사진 포함 Bigstockphoto.com , gettyimages.com , 플리 커합니다. COM , 그리고hoto.com "> iStockphoto.com.
2. 채용
주제는 자기 공명 영상에 참여할 수 있으며, 오염 불안하고 불안을 통제하는 법을 배워야 욕망의 높은 수준을보고 누구 건강한 개인을 식별하는 검사입니다. 특히, 심사 과정의 일환으로, 과목 Subscale이 연구에 포함된 망상과 세탁기 충동 8 이상의 점수를 가진 사람만이 파도바 재고 - 워싱턴 슬레이트 대학교 금요일 수정 (PI - WSUR) 25을 작성합니다. 위해서 사실 생체 자기 제어 중이죠을받는 각 과목은, 나이, 성별에 일치하는 또 다른 주제는 사기 생체 자기 제어 중이죠을받을 모집합니다. 이전 참여, 모든 과목은 기관 인간의 보호 프로그램 (예일 대학에서, 이것은 인간 연구 보호 프로그램)에 의해 승인 절차에 따라 정보를 동의해야합니다.
3. 프로토콜
<P 클래스 = "jove_content"> 생체 자기 제어 중이죠 프로토콜의 목적은 오염 불안과 관련된 자신의 orbitofrontal 피질 (OFC)의 지역에서 신경 활동 수준보다 효율적으로 관리 개발하는 과목을 훈련하는 것입니다, 그래서 그들은 오염에 노출되면, 그 관련 자극, 그들은 늘리거나 그들의 원대로이 지역의 신경 활동을 줄일 수 있습니다. 우리는이 뇌 영역보다 컨트롤이 주제에 그들의 오염과 관련된 불안 더 잘 제어할 줄 것입 가설. 의식적 OFC의 신경 활동 수준을 제어하는이 기능은, 과목들은 기능적 이미징 세션 동안 그 활동을 증가시키고 감소로 보이기 시작하는 경우이 뇌 영역에서 측정된 신호를 증가하고 감소 할 수 있는지 여부에 따라 평가됩니다.주제는 전체 연구 완료 2 주 소요 있도록 약 절반 주일 간격으로 정기, 넷 별도의 일에 와서. 프로토콜에 대한 흐름도는 Fi 인터넷에 나와 있습니다gure 1.
그림 1. 프로토콜 흐름도. 1 일이 파란색으로 표시됩니다, 빨강, 오렌지에 녹색 일 4 일 3 일 2. 명시적으로 나열되지 않지만 기능 데이터와 생체 자기 제어 중이죠 MR 세션이의 기능 공간으로 대상 지역을 등록하는 데 사용 "기능 참조 검사"의 컬렉션을 포함 등 각 MR 세션도 동일한 슬라이스 위치의 해부 데이터의 수집을 포함 해당 세션.
3.1 1 일
- 과목은 1.5 T Seimens 연가 스캐너에 일시간 자기 공명 (MR) 영상 세션에 참여할 수 있습니다. 모든 스캔 세션에서 검색이 시작하기 전에, 시각 디스플레이는 피사체의보기의 분야에서 완전히 빠지고 잘 그들에게 초점을 표시하도록 선택합니다.
1 일에서 다음 데이터가 수집됩니다- 고해상도 구조 인스턴트 메신저자화 준비 급격한 기울기 에코 (MPRAGE) 순서를 사용하여 세
- 기능 데이터와 같은 31 슬라이스 위치에서 T1 - 가중 해부 영상
- 휴식 상태 기능적 데이터의 두 실행, 152 볼륨 그룹을 포함한 각 (첫 번째 두 삭제). T2 *- 민감한 총소리 에코 평면 펄스 시퀀스 (모든 기능 데이터 수집에 사용되는 그라디언트 번 소환 TE = 30ms, FA = 80, TR = 2000ms, 대역폭 = 2604, 3.1 * 3.1 * 3.1mm에 대한보기의 200mm 분야 3 등방 voxels 모든 OFC 이상 두뇌의 대부분을 덮고 31 축 - 경사, AC - PC 정렬 슬라이스). 이 순서는 45ms에서 30ms로 최적의 TE을 절감하고 대담한 감성에만 약간의 감소와 dephasing intravoxel을 줄일 수있는 모두 3.1mm로 슬라이스 두께를 줄여 orbitofrontal 피질의 신호에 최적입니다. 높은 대역폭도 방향을 인코딩 단계를 따라 기하학적인 왜곡을 줄이기 위해 사용됩니다.
- 지역 세izer 202 볼륨의 수집 (처음 두가 폐기)하는 40 간격으로 보는 강렬한 오염과 관련된 이미지와 보는 중립적인 이미지 사이의 주제 보충. 관련된 기능 데이터 각각의 실행 이러한 localizer의 실행은 오염 불안 활성화 OFC의 지역을 집중하는 데 사용됩니다
- 1 일 MR 영상 세션 다음, 과목 Reappraisal 전략 개발 세션에 대한 불안 장애에 전문 지식을 가진 임상 심리학자와 만나. 이 세션의 목적은 자신 orbitofrontal 피질의 활동을 통해 몇 가지 초기 제어를 제공하는 주제에 대한 개별적인인지 전략을 개발하는 것입니다. 오염의 불안을 이끌어내는 수있는 시나리오는 논의와 심리학자는 피사체가 같은 상황에서 자신의 불안을 줄이기위한 방법을 개발하는 데 도움이됩니다. 그들이 religi에 predisposed있다면 이것은, 오염의 위험을 인식 reappraising 포함하거나, 수그들의 불안의 "가자"하고있는 ous 생각이나 명상 전략, 신앙 기반의 접근 방법이나 한 논의 수 있습니다. 이 세션의 목적은 주제 느낌은 다양한 상황에 걸쳐 자신의 오염의 불안을 감소시키는 효과가있을 가능성이있는 것으로 하나 이상의 reappraisal 전략을 파악하는 것입니다. 일단 그들이 효과적인 reappraisal 전략가 확인되었음을 확신합니다, 그들은 생체 자기 제어 중이죠 세션 중에 자신의 OFC의 활동을 낮추는 분들 전략을하라고 지시합니다. 반대로, OFC의 활동을 높이기 위해, 그들은 오염된 물체와 접촉으로 오는의 가능한 결과에 대해 생각하려고 스스로 어떤 reappraisal 전략을 매력 않고 이것에 대해 불안을 느낄 수 있도록 지시한다. 우리는 OFC 활동 육아 / 낮추는 이러한 전략은 OFC를 제어하는 몇 가지 초기, 제한된 기능을 제공만을 목적으로하는 이곳 강조한다. 생체 자기 제어 중이죠 세션 동안, 주제S는 따라서 그들 OFC 이상 증가 컨트롤을 개발할 수 있도록, 그들의 인지적 전략과 실험 기회가 더 효과적입니다 무엇에 대한 직접적인 피드백을 받게됩니다. 이 세션 동안 임상 심리학자는 또한 피사체가에 영향을 하위 임상 오염의 불안이 있는지 여부를 평가 일상 생활이 없다면, 그들은 연구에서 제거됩니다.
- localizer의 실행에서 수집된 데이터는 1 일 스캐닝 세션 후 분석하지만, 사전 계산 작업 regressor은 피사체가 오염 사진을 볼되었다 시간 동안 하나 제로하는 벡터를 이용한 GLM 분석을 사용하여 일 2 세션으로시 아르 나머지 시간대는 표준 hemodynamic 응답 기능 convolved. 각 voxel의 회귀 계수와 관련된 T - 통계 계산되고 결과 tmap는 반으로 최대 가우스 커널에서 6mm 전체 너비를 사용하여 smoothed 있습니다. 그 결과 T -지도보기피사체들이 중립 이미지를 볼 때보다 오염과 관련된 이미지를 볼 때 뇌의의 어느 지역보다 적극적되었다. OFC 또는 인접한 전두엽 북극 지역 내에있는이 T -지도에서 최고 30 픽셀은 (더 구체적으로, Brodmann의 영역 10,11 또는 47)은 곧 생체 자기 제어 중이죠 검사에 대한 OFC의 대상의 대상 지역을 대표로 선정되었습니다. 따라서 대상 지역의 laterality는 주제의 활성화 패턴에 따라 달라집니다. 이 지역은 다음 가까운 이웃 보간과 단단한 등록을 통해 해부 학적 공간으로 기능을 우주에서 번역된 것입니다. 제어 지역은 또한 두뇌에있는 모든 흰색이 문제를 포함하는 정의이며 MNI의 두뇌에서 같은 공간을로 번역됩니다. 이 두 지역은 2 일 생체 자기 제어 중이죠 세션 중에 실시간 분석 프로그램에 의해 사용됩니다.
3.2 일 2
- 과목 먼저 밖에서 자석 평가 세션에 참여할 수 있습니다.
- 과목은 다음 1.5 시간 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠 세션에 참여할 수 있습니다.
- 세션은 축 해부의 수집 (T1 - 가중) 기능 데이터로 동일한 슬라이스 위치에 이미지로 시작합니다.
- 다음 기능 참조 스캔이 수집됩니다. 열두 볼륨이 짧은 실행 기능은 유지하고 나머지는 무시하는의 다섯 번째를 수집합니다.
- 관심 두 지역 regiolocalizer에서 기반 식별하는 1 일 (3.1.3 참조)과 흰색 물질 제어 영역의 실행과 같은 오염 사진을 볼 때 N 주제의 OFC의 활성화, 두 딱딱한 등록의 결합을 통해 현재 세션의 기능 공간으로 번역된 아르 . 데이 2의 해부 학적 공간 1 일의 해부학 우주에서 첫 번째 등록지도는 지역. 데이 2의 "기능 참조"스캔의 공간 데이 2의 해부 학적 공간에서 두 번째 등록지도는 지역. 이 두 지역이 현재 검색 세션의 기능 공간으로 번역되었습니다되면, 생체 자기 제어 중이죠는 시작할 수 있습니다.
- 지역가 등록되고있는 동안 두 기능 실행이 제어 작업이 실행이라고하는 (132 볼륨이 두 분야가 안정 상태에 도달하도록 폐기 먼저 각 실행에 대해 수집된) 수집있다. 이러한 실행은 생체 자기 제어 중이죠 포함되지 않지만, 사기 주제의 능력을 평가하는 데 사용됩니다오염 관련 이미지를 노출이자 자신의 OFC 지역 내의 trol은 활동. 화면의 왼쪽에서 주제가 가리키는 빨간색 화살표가 아래로 가리키는 파란색 화살표 또는 오른쪽으로 똑바로 가리키는 하얀 화살표를 볼 수 있습니다. 이 화살표의 오른쪽으로 앞으로 점을 때 화살표가 포인트 또는 아래, 그리고 중립적인 경우 오염 관련하는 큰 이미지입니다. 과목은 화살표가 아래 포인트 때 그들의 OFC의 활동을 감소하려고하고, 때 오른쪽에있는 화살표 지점 단순히 휴식, 최대 포인트 때 그들의 OFC의 활동을 증가하려고라고하고 있습니다. 화살표와 그림은 세 가지 조건을 통해 번갈아 모든 26초을 변경합니다. 과목 (예 : 뇌 영역을 제어할 수의 변화와 평가 세션 중에 오염 불안의 변화 사이의 상관 관계 등)를 통해 두뇌 - 행동 상관 관계를 검토 우리의 관심을 감안할 때, 우리는 모든 과목이 동일한 블록 시퀀스에 노출되고 싶어요. 따라서,의 순서블록 중 제어가 실행에 과목 전체 counterbalanced 또는 생체 자기 제어 중이죠가 실행되지 않습니다. 대신에 두개의 실행 형식은 모든 과목에 대한 교대에 사용됩니다. 처음 실행에서 블록의 순서는 나머지 업 - 다운 - 업 - 휴식 다운 휴식 업 - 다운 - 휴식이다. 두 번째 실행에서는 휴식 다운 - 업 - 휴식 다운 - 업 - 휴식 다운 - 업 - 휴식이다. 따라서 하나의 실행에서 최대 아래로 앞에하고, 다음에, 아래가 앞에.
- 컨트롤 작업을 실행하고, 대상 지역 및 제어 영역이 현재의 기능 공간으로 등록된 경우 후, 여섯, 생체 자기 제어 중이죠 실행 (또는 사기 생체 자기 제어 중이죠가 주제에 따라 실행) (132 볼륨이 처음 두, 각 실행에 대해 수집하고 실시하고 있습니다 마지막 두가) 폐기.
생체 자기 제어 중이죠가 실행 :이 실행 자신의 OFC 투자 수익 (ROI)의 활동을 제어하는 과목을 훈련하는 데 사용됩니다. 과목은 두뇌 영역을 제어 자신의 성공에 대한 화면 하단의 피드백을받을 것을 제외하고 그들은 제어 작업 실행과 비슷합니다. 더 specifica그것은 실행을 통해 시간이 지남에 따라 변화 베드로 디스플레이의 하단에, 과목들은 OFC 지역에서 활동의 그래픽 플롯과 함께 제공됩니다. 과목은 선 색상이 빨간색 때 OFC의 활동을 증가하고, 라인 색상은 파란색 전환 때이 지역에서 활동을 감소하고, 그것이 백인 때 휴식하라고 지시하고 있습니다. 라인 플롯은 각 증가 / 감소 / 휴식 블록과 변경 사항이 증가하고 감소 블록 중 오염과 관련된, 그리고 휴식 블록 동안 중립입니다 이미지 아래에 제공됩니다. 제어 작업이 실행 마찬가지로, 현재의 작업 (증가 / 감소 / 휴식)을 나타내는 이미지의 왼쪽에있는 화살표를 코딩된 색상도 있습니다. 과목들은 전략 Reappraisal 개발 세션에서 논의된 전략을 시도뿐만 아니라, 다른 사람과 실험을 자유롭게하고, 가장 효과가 어떤 평가를위한 도구로서 생체 자기 제어 중이죠을 사용하는 지시하고 있습니다. 또한, 소설 전략과 실험을 장려하기 위해, 그것은 emphas입니다 OFC을 통제하는 그들의 성능은 제어 작업 중에, 생체 자기 제어 중이죠를 실행하는 동안 평가되지 않을 것임을 모든 과목에 ized 것은 생체 자기 제어 중이죠가 제시되지되는 실행됩니다. 과목은 속도가 느린 혈액 흐름 응답 및 처리 지연으로 인해 자신의 목표 뇌 영역에서 활동의 변화와 선 그래프의 변화 사이 6~8초 지연이있다는 것을 말씀하고 있습니다. 그것은 또한 시간 과정에서 지연과 같은 블록 내에 전략을 변경해서는 안되는 과목을 권장합니다 전략가 너무 빠르게 변경하는 경우 어려운 각 전략의 성공 여부를 평가합니다.
생체 자기 제어 중이죠 실행하는 동안 피드백을 제공하는 데 사용 실시간 fMRI 시스템은 그림 2에서 보여주고있다. 특수 재건 루틴은 그것이 로컬 영역 네트워크 연결을 통해 이미지 처리 컴퓨터에 액세스할 수있는 이미지 재건 시스템에 디렉토리, 수집으로, 데이터의 각 조각의 복사본을 저장 작성되었습니다. BioImage 제품군의 모듈 (HREF이 나타나는 각 통에 디렉토리와 읽는되는 이미지 처리 컴퓨터 조사에서 실행)> www.bioimagesuite.org = "http://www.bioimagesuite.org". 전체 볼륨이 도착되면, 그것은에 직렬 포트를 통해 기능을 참조 검사 (운동에 대한 조정) 및 대상 OFC 지역의 평균 신호 레벨뿐만 아니라 제어 하얀 문제 지역으로 계산하고 출력을 등록 자극 / 의견 컴퓨터. Matlab 프로그램 ( www.mathworks.com 자극 / 의견 컴퓨터에서 실행)은 데이터를 받고 표류하고 deCharms 및 동료에 의해 도입된 수식을 사용하여 전체 두뇌 변동에 대한 조정 OFC 활동 수준을 normalizes 8. 좀 더 구체적으로, 각 볼륨에 대한 수집된 데이터의 실행 의미에서 %로 신호 변경은 OFC과 흰색 물질 ROIs과 그 두 방안의 차이를 계산 모두 계산됩니다. 이 값은 B에서 시간의 경과에 선 그래프로 꾸몄다입니다시각 표시 ottom.
그림 2. 실시간 fMRI 시스템의 개략도. 이미지 재건 시스템가 수집으로 MR 데이터를 처리하고, 파일에 기록됩니다 각 단면의 이미지를 생성합니다. 이러한 슬라이스 이미지는 LAN을 통해 이미지 처리 컴퓨터에서 검색하고 BioImage 스위트를 사용하여 실시간으로 처리됩니다. 투자 수익 (ROI) 활동 수준은 다음이 주제에 대해 시간이 지남에 따라 표준 OFC 활동의 줄거리를 포함하여, 시각 디스플레이를 생성 Matlab 프로그램에 의해 접수 자극 / 피드백 컴퓨터로 전송됩니다.
가짜 생체 자기 제어 중이죠 : 이들은있는 생체 자기 제어 중이죠을 비교하기 위해 제어 조건을 제공하는 실행합니다. 가짜 생체 자기 제어 중이죠은 생체 자기 제어 중이죠 동일합니다 실행 실행 것을 제외하고 과목 이전, 연령 및 성별 - 유사한 주제의 생체 자기 제어 중이죠 실행에서 OFC의 활동의 시간 코스를 볼 수 있습니다. 정도되는 previo우리가 피사체가 자신의 생체 자기 제어 중이죠를 실행하는 동안 OFC의 활동을 제어할 수있었습니다, 현재 주제는 두 가지 조건 전체 과목에 의한 경험의 성공과 비슷한 노출의 결과로, 그들의 위장 생체 자기 제어 중이죠를 실행하는 동안 똑같이 성공 나타납니다. 성공 (이 지역을 통제 년)의 경험 주제 동기 부여에 영향을, 따라서 간접적으로 그들은 OFC 제어 배울 수있는 정도에 영향을 미칠 수 있습니다 감안할 때, 그것은 가능 한한 일관성 유지하는 것이 중요합니다. - 마지막으로, 두 개 더 제어 작업 실행을 수집하고 있습니다.
3.3 일 3 : 일이 있지만 별도의를 사용하는 동일한이 (일치) 자극의 설정합니다.
3.4 일 4
- 주제는 최종 평가 세션 (3.2.1에서와 같이)에 참여하고 있습니다.
- 과목은 휴식 상태 기능적 연결 데이터가 수집되는 최종 일시간 MR 이미징 세션에 참여할 수 있습니다. 4. 위장 과목의 보고서
- 주제가 첫 번째 평가 세션에 비해 마지막 평가 세션에서 오염 관련 이미지를 볼 때 불안의 변화가 발생했습니다. 표시된 특정 이미지가 평가 세션 (요법 이니를 피하기 위해)에 걸쳐 다른, 그러나 그들은 일반적으로 유도 불안 수준에서 (로 파일럿 테스트로 확인) 일치됩니다. 첫번째 평가 세션에서 의미 자체보고 불안 점수는 마찬가지로 최종의 의미 자체보고 불안 점수에서 빼는 것입니다sessment는 세션 각 과목의 불안에 변화의 추정치를 얻을 수 있습니다. 자기보고 불안 점수를 비교 T - 시험 과목 내에서 어떤 주어진 주제는 초기 평가 세션에 상대적으로 최종 평가 세션에서 불안에 상당한 감소를 보여주 여부를 확인하는 데 사용됩니다.
- 피사체가 개입하는 동안 발생한 OFC 대상 지역 제어할의 변경합니다. 이 지역을 통해 컨트롤이 해당 컨트롤 작업을 기반으로 계산하면 각각의 생체 자기 제어 중이죠 세션의 시작과 끝에서 실행됩니다. "증가"블록 하나의 "감소"블록 한, 해당 작업 기간 동안 1 코드는 벡터를 취하여 계산 각과 각 컨트롤 작업 실행을 위해, GLM 분석은 두 regressors를 사용하여 실시 hemodynamic 응답 함수를 사용하여 convolved 다른 모든 시간 지점에서 제로. 이러한 regressors 각 베타지도가 증가 신호의 차이를 나타내는지도를 얻을 수 비교 블록을 감소 빼는 아르KS. 이지도의 의미 값은 각 컨트롤 작업 실행 대상 OFC 영역 제어할 수의 견적을 낼 수있는 대상이 특정 OFC 지역에 걸쳐 평균입니다. 최초의 생체 자기 제어 중이죠 세션의 시작시 OFC 제어할은 생체 자기 제어 중이죠 개입에 의한 지역 제어할 수있는 변화의 측정을 얻을 수있는 마지막 생체 자기 제어 중이죠 세션의 끝에 OFC 제어할에서 빼는 것입니다.
- 연구의 과정을 통해 OFC 지역에 쉬고있는 상태 연결의 변경합니다. 이것은 4 일 휴식 실행의 씨앗 지역 연결지도에서 1 일 휴식 실행의 씨앗 지역 연결지도를 빼서하여 각 주제에 대해 계산됩니다.
- 실제 생체 자기 제어 중이죠을받은 과목은 그들이 있는지 여부를 확인하기 위해 가짜 생체 자기 제어 중이죠을받은 과목와 대조 아르그들의 목표 지역을 통해 그들 자신의 오염 불안보다 효율적으로 관리 발휘하기 위해 활성화되는 여부를보다 효율적으로 관리 개발했습니다. 이점 T - 테스트는 두 그룹에 대한 관리의 변화와 불안의 변화의 견적을 비교하는 데 사용됩니다.
- 생체 자기 제어 중이죠 과목에서 오염 불안의 변화들은 대상 지역 제어할 변화와 기능적 연결 패턴의 변화와 관련이 있습니다. 사실 생체 자기 제어 중이죠을받은 과목에 걸쳐, 대상 지역을 제어할 수의 변화는 피어슨 제품 - 순간의 상관을 사용하여 불안의 변화와 상관 것입니다. 의의는 표준 R -에 - P 변환을 통해 평가됩니다. 각 과목에 대한 OFC에 대한 연결 변경의지도는 불안에서 변화의 견적과 픽셀 현명한 방식으로 상호 것입니다.
연구의 완료되면, 모든 가짜 참가자들은 가짜 피드백을 받고 그들이 속임수에 대해서 화가되지 않도록하고, 그들이받을 수 있던 피드백 진실된 아니라고 의심 있는지 확인하기 위해 브리핑되는 정보입니다.
5. 오프라인 데이터 분석
5.1 세 가지 기본 결과 조치는 각 주제에 대해 계산됩니다
5.2 그룹 (Ad Group) 수준 분석
최소한 다음은 그룹 수준에서 검토됩니다
이 논문에서 설명하는 오프라인 분석과 실시간 분석 모두 BioIma를 사용하여 실시하고 있습니다GE 스위트 ( www.bioimagesuite.org ). 이 소프트웨어 패키지는 자유롭게 사용할 수 있으며 오픈 소스 소프트웨어이다. 실시간 분석 구성 요소를 사용할 수 없습니다하지만 온라인은 요청시 가능합니다. 그것은 디스플레이 프로그램에서 실시간 데이터 분석을 decouple하도록 설계되었습니다, 후자는 이전의 수정을 요구하지 않고 변경할 수 있도록. 이렇게하면 실험 디자인 유연성을 위해, 예를 들어, 디스플레이 프로그램은 표준 소프트웨어 (예 : E - 수상, Matlab, 프리젠 테이션) 중 하나를 사용하여 작성하실 수 있습니다. 또한, 리얼 타임 분석은 거의없이 처리 지연 고품질 모션 보정을 가능하게 그래픽 처리 장치 가속 모션 보정을 고용합니다. 이 시스템은 Scheinost 외에 자세히 설명되어 있습니다. 2011 년이. 26
6. 대표 결과
생체 자기 제어 중이죠 동안 자신의 목표 뇌 영역 제어를 얻게 주제가 있어야합니다N 대상 두뇌 영역 컨트롤의 증가로 제어 작업 실행 중에 평가하고, 이것은 평가 세션 동안 오염 불안의 감소로 번역한다. 그림 3은 최종 생체 자기 제어 중이죠 중 하나의 시각 디스플레이의 화면을 캡처가 성공적으로 자신의 OFC 이상의 이성을 찾아야 주제의 실행 보여줍니다. 이 실행되는 동안이 지역을 통제하는이 주제의 성공은 라인 그래프는 특히 예상 6-8초 지연에 대한 조정 후 파란색 기간보다 붉은 기간 동안 높다는 사실로 반영됩니다. 평가 세션에서 발표 오염 이미지 (P에 대한 응답으로 자신의 제어 작업 실행 (0.23의 평균 베타 값 0.003의 평균 베타 값에서)뿐만 아니라 불안에 상당한 감소하는 동안 평가로이 같은 주제는 증가 제어를 보여준 < 0.005)는 같은 그림 4. 이것은 성공적인 주제되었습니다. 대조적으로, 다른 과목, 대상 지역을 다스리는 법을 배워 않았평가 세션에서 평가로 D는 오염 불안에서 감소를 보여주지 않았다. 일반적으로, 우리는이 지역을 다스리는 법을 배워 자신의 능력에 과목에 걸쳐 큰 변화를 찾으십시오.
그림 3. 실행의 끝에 찍은 생체 자기 제어 중이죠 실행 중에 보는 시각 디스플레이의 스크린 샷. 실행이 중립 상태로 끝나는 때문에 화면 덤프의 시간 (이 경우, 도서 그림)에서 볼 이미지는 중립이며, 화살표 흰색과 앞으로 방향입니다. 증가와 감소를 차단하는 동안, 오염과 관련된 이미지가 표시되었습니다. 왼쪽에있는 화살표가 증가 블록 동안 빨간색 최대 화살표와 감소를 차단하는 동안 아래쪽 화살표 푸른했다. 화면의 하단에있는 라인 그래프는 실행 중에 OFC 활동을 나타냅니다. 라인의 색상은 검사의 기간 (재하는 동안 발생했습니다 블록 중 어떤 종류의 표시감소를위한 파란색, 그리고 중립을 위해 하얀 증가)에 D. 그래프는 순간부터 시간 프레임 첫 번째 볼륨이 128 번째 볼륨 (실행의 시작 후 약 257s) 처리 시간까지 (실행의 시작 후 약 3S로) 처리됩니다 다룹니다. y 축은 OFC의 실행 의미에서 %로 신호 변경 뺀 흰 문제 컨트롤 투자 수익 (ROI)의 실행 의미 (이 실행에 amplitudes는 2.1과 -3.7 사이였다)에서 %의 신호 변화를 나타냅니다. 이 지역의 6 8s 지연 (3-4 시간 포인트에 해당), 활동 회계 이후이 지역을 통제하는이 주제의 성공을 반영, 파란 기간보다 빨간색 중에 큰 것을합니다. 이 주제와 일치 사기 대상이 동일한 자극을 볼 수있을 것입니다 그러나, 가짜 제목의 경우, 선 그래프는 뇌 활동의 그들의 진정한 패턴과 관련되지 않을 것입니다.
그림 4. (A) 첫 번째 평가 세션 (생체 자기 제어 중이죠 전) 및 생체 자기 제어 중이죠 시간 코스 피사체에서 (B) 최종 평가 세션 (생체 자기 제어 중이죠 이후)에 오염 이미지에 대한 응답으로 자기보고 불안 등급을 요약 막대 그래프로 표시됩니다 그림 3. 생체 자기 제어 중이죠대로 별표로 표시 후이 주제는 상당히 낮은 불안을 발표했다.
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Discussion
실시간 fMRI 데이터 생체 자기 제어 중이죠는 새로운 기술이며, 더 많은 작품은 과목 학습 극대화하는만큼이 방법을 최적화하기 위해 필요합니다. 최근 연구 실행 또는 검색 세션, 14, 18, 27의 다른 번호를 어떻게 학습 변화를 살펴 보았다 피드백 패러다임 28 학습에 영향을 어떻게 여부 최종 이후 계속 뇌 기능의 변화에 주어진 생체 자기 제어 중이죠 프로토콜 결과로 유도 학습 생체 자기 제어 중이죠 훈련 기간. 15, 18, 27, 29 단, 다음 행과 함께 상당한 더 많은 작업이 최적의 프로토콜이 대상 뇌의 영역에 따라 달라질 수 있습니다 점을 염두에 베어링, 필요, 인구는 공부와 다른 변수이다.
neurofeedback 연구에 직면 한 과제는 연습, 노출, 동기를 부여하고 위약 효과 제어하기 위해 최적의 방법입니다. 그 advan을 가지고 각각의 문헌에서 설명되었습니다 접근의 다양한있다tages과 단점. 이 프로토콜에서는 사기 생체 자기 제어 중이죠 패러다임은 제어 과목들이 일치하는 생체 자기 제어 중이죠 대상으로 동일한 자극을 받게되는 고용하고 그들이 자신의 두뇌 활동 패턴을 기반으로 진정한 생체 자기 제어 중이죠을 받고 있다고 믿게됩니다. 이러한 접근 방식은 지침과 자극을위한 제어되는 장점이 있습니다. 또한 동기 부여와 위약의 효과를 제어하는 데 도움이됩니다. 즉, neurofeedback은 여러 과목에서 유도들이 개인적으로 자신의 성능에 투자되고있는 사고와 같은 게임. 가짜 제어 조건 중복되는 따라서 neurofeedback 과목 동기 부여의 높은 수준의 제어를 최대한 경험. 피사체가 증가하고 성공을 나타내는 피드백을 받으면 또한, 성취와 자기 통제의 인식의 결과 감각 행동 조치에 대한 위약 효과로 번역할 수 있습니다. 다시 한번, 사기 패러다임 우리는 효과적으로 가능성에 대한 컨트롤을 사용최대한 니. 그러나,이 위장 생체 자기 제어 중이죠 접근 방식에 대한 단점은 적극적으로 주제를 misleads 때문에 일반적으로 피드백없이 연습 기간 동안 발생 것이 학습에 영향을 줄 수있다. neurofeedback 연구에 사용되는 제어 조건의 또 다른 종류의 과목 neurofeedback없이 동일한 작업을 수행하는 것입니다. 이 연습 및 노출 효과를 제어하고 오해와 혼동 가능성이 자기 반성을 기반으로 학습 프로세스의 단점을 가지고 있지 않습니다. 그러나, 그것은 동기 부여와 위약 효과뿐만 제어되지 않을 수 있습니다. 가짜 생체 자기 제어 중이죠 다른 형태는 어떤 과목이 자신의 목표 영역 작업에 관련된 믿고 속일 수 있지만 주제가 작업에 참여 것으로 생각하지 않습니다 또 다른 뇌 영역에 대한 정보를 수신에 사용되었습니다. 이 방법은 작업 관련이없는 두뇌의 영역에 관한 연구의 일부에 대한 가정을 포함하고, 지역 너와 경우이 문제가 될 수 있습니다rns 나가는 작업에 참여합니다. 또한,이 지역이 정말 작업에 관련이없는 경우, 사기 대상이 그것을 제어 성공을 가능성이 있으며, 따라서 성공을 경험하고 만족을 느낀다 가능성이 더 높습니다 진정한 피드백 과목과는 달리 실망과 좌절감을 느낄 가능성이 있으며, 제어 인치 따라서 가짜 생체 자기 제어 중이죠 이런 형태의이 논문에서 설명하는 사기의 유형으로 피사체의 감정 상태 (그리고 따라서 동기와 위약 효과)에 대한뿐만 아니라 제어, 그리고 아마도 학습 과정을 방해하는 것과 같은 단점을 가지고하지 않습니다 잘못된 정보를 제공하여. 마지막으로, 제어 과목은 자석 이외의 치료의 대안 형태 (예 :인지 - 행동 요법 등) 수신되는 제어 조건 대조 치료의 관점에서 황금 표준입니다이든과 RT - fMRI의 생체 자기 제어 중이죠의 효과를 사용할 수 있습니다 현재. 이 마지막 방법은 모두를 위해 정확하게 제어하려고 시도하지 않습니다개입이보다 임상이나 행동 결과를 생성하는 등 모두 합쳐 놓으면, 수 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠 : 따라서 neurofeedback 중에 발생하고, 효과는 행동 개선을 유도 SE 당 의견인지 주소, 오히려 중요한 질문을하지 않습니다 현재 대안? 요약에서 선택 유형을 생체 자기 제어 중이죠 연구에서 사용할 컨트롤의 것은 연구 설계의 중요한 도전 측면이며, 사용되는 제어 조건의 제한이 결과를 해석 할 때 고려해야합니다.
아직 개발 단계에 있지만, 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠의 치료 사용 neuropsychiatric 조건의 범위에 대한 잠재적인 유틸리티를하고 있습니다. 또한, 기능성 뇌 조직과인지 / 임상 변수 (생체 자기 제어 중이죠 전후 회수)의 평가와 함께 사용할 때, 그것은 강력한 연구 도구가 될 수 있습니다. 기본적으로, 생체 자기 제어 중이죠 프로인간의 정신 기능의 신경 기초를 공부하기 위해 낮은 위험 "교란하고 측정"접근 방식을 vides : 생체 자기 제어 중이죠은 두뇌의 기능 조직을 교란하는 데 사용됩니다과 정신 기능에 나타나는 변화가 측정됩니다. 의 연구와 임상 잠재력을 모두 감안할 때, 이것은 정신과와인지 신경 과학 분야의 유망한 새로운 기술입니다.
프로토콜은 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠 건강 과목들이 오염 불안을 제어할 도울 수 있는지 여부를 조사 여기에 설명되어 있습니다. 그것이 건강한 컨트롤에서 오염 불안의 신경 기판은 강박 신경증 환자에서 다른 가능성이 있지만, 그것은 강박 증상 크기가 건강한 환자 인구를 통해 실행할 수도 있으며, 유사한 메커니즘 모두에서 오염의 불안을 기초 것을 그룹. 그렇다면하고, 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠 건강 과목들이 불안을 제어할 돕는 효과가있다면imilar 패러다임은 강박 장애에 대한 임상 유틸리티가있을 수 있습니다.
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Disclosures
관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
Acknowledgments
이 연구는 NIH (R21 MH090384, R01 EB006494, RO1 EB009666, R01 NS051622)에 의해 재정 지원입니다. 우리가 그들의 기술 지원을위한 H. Sarofin 및 C. Lacadie 감사드립니다.
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