أغسطس 24, 2017
القدرة على حمل و/أو مراقبة اللدونة العصبية قد تكون حاسمة في العلاجات المستقبلية للشفاء من إصابة في الدماغ واضطرابات الجهاز العصبي. في هذه الورقة، نقدم بروتوكول بشأن استخدام التدريب neurofeedback مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تعدل وظيفة المخ البشري.
الهدف العام من هذا الإجراء هو تمكين التحكم الموضعي في آليات التنسجين العصبي في الدماغ البشري. استخدام الارتجاع العصبي من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في الوقت الفعلي. ينطوي تدريب الارتجاع العصبي على القدرة على مكافحة الاضطرابات العصبية في الدماغ عن طريق تغيير الإمكانات المشبكية في مناطق الدماغ المستهدفة ، دون استخدام الأدوية الصيدلانية أو التدخل الجراحي الغازي.
الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الأشخاص يمكنهم تعلم تغيير نشاط الدماغ الموضعي داخليا بطريقة منهجية. يمكن ترجمة الاستراتيجيات المستخدمة من تغيير نشاط الدماغ الموضعي إلى منصات منتشرة في كل مكان مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ، لتمكين حل بسيط في المنزل. ترتبط الإمكانات المشبكية غير الطبيعية في اتصال الدماغ بالعديد من الاضطرابات العصبية بما في ذلك التوحد وإصابات الدماغ الرضحية ومرض باركنسون والاضطرابات الدهليزية.
تعتمد التغذية الراجعة على التغيرات الديناميكية الكيميائية المرتبطة بالنشاط العصبي ، وبالتالي ، فهي ذات دقة زمنية ضعيفة ، مما يجعل التدريب أكثر صعوبة بالنسبة لبعض الأشخاص. نظرا لأن فرط نشاط مناطق الدماغ غالبا ما يكون اكتشافا في المرضى الذين يعانون من طنين الأذن ، فإن هذا النهج يهدف إلى تعليم الموضوعات لتقليل تنظيم النشاط في المناطق ذات الاهتمام. ابدأ بتوصيل خرج مشغل TR من التصوير بالرنين المغناطيسي أو جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي بجهاز الكمبيوتر المحفز. ثم ضع الشاشة المتوافقة مع MR بحيث تكون مرئية للمشارك عبر المرآة الملصقة على ملف الرأس.
بعد ذلك ، اجعل المشارك يستلقي في وضع ضعيف على طاولة الماسح الضوئي. ضع سماعات الرأس على رأس المشارك وتأكد من تغطية الأذنين. ثم اطلب منهم إبقاء رؤوسهم داخل ملف الرأس.
قم بقفل الجزء العلوي من ملف الرأس في مكانه وقم بتثبيت المرآة على ملف الرأس. ضع أجهزة الاستجابة في يد المشارك. بعد ذلك ، حدد موقع المشارك بالنسبة للماسح الضوئي وانقل المعلم إلى الموقع إلى مركز تجويف التصوير بالرنين المغناطيسي.
أخيرا ، تأكد من أن المشارك يمكنه عرض الشاشة بأكملها باستخدام المرآة. ابدأ بتقديم تعليمات المهمة للمشارك في غرفة التصوير بالرنين المغناطيسي. بعد ذلك ، ابدأ الإدارة المتزامنة للمنبهات المسموعة والحصول على البيانات عن طريق الضغط على زر المسح الضوئي في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي.
اجمع الصور المستوية لصدى الدماغ بالكامل باستخدام تسلسل نبض التصوير بالرنين المغناطيسي لاستدعاء التدرج. بعد ذلك ، استخدم إحصائيات متعددة المتغيرات لحساب خريطة التنشيط واستخدم خريطة التنشيط المتراكبة على صورة متوسط بالرنين المغناطيسي الوظيفي لتحديد المنطقة التي سيتم فيها اشتقاق إشارة التغذية الراجعة للارتجاع العصبي اللاحق. بعد ذلك ، انتقل عبر الشرائح باستخدام شريط تمرير الشريحة للعثور على العلامات التشريحية المرئية في بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي ، مثل السطح السفلي للقرن الأمامي للبطين الجانبي.
عتبة خريطة التنشيط باستخدام شريط تمرير العتبة، للكشف عن خلايا الصندوق التي تم تنشيطها بقوة أكبر أثناء المترجم الوظيفي في المنطقة المستهدفة. أخيرا ، استخدم زر الماوس الأيسر لتحديد voxels الفردية مع التنشيط فوق الحد المحدد وداخل المنطقة المستهدفة لإضافتها إلى عائد الاستثمار. ابدأ بتوجيه المشارك لأداء مهام اليقظة التي تدفع نشاط الدماغ نحو الحالات المرغوبة.
في مثال طنين الأذن ، اطلب من المشارك تحويل الانتباه بعيدا عن الجهاز السمعي إلى أي من النظامين الحسيين لتقليل النشاط السمعي. من أجل تطبيع البيانات قبل تقديم الملاحظات ، اطلب من المشارك الاسترخاء أثناء العد التنازلي المقدم في بداية الفحص. بعد ذلك ، ابدأ في عرض المحفزات المتزامنة والحصول على البيانات بالضغط على زر المسح الضوئي في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي وجمع صور مستوية الصدى بنفس طريقة فحص المترجم الوظيفي.
ثم قدم بصريا مؤقت العد التنازلي وعرض ملاحظات فارغ. بعد ذلك ، اعرض إشارة التغذية الراجعة الحالية من خلال مخطط شريط نمط مقياس الحرارة حيث يتناسب ارتفاع الشريط مع الإشارة المقاسة من خلايا الصندوق المحددة. بعد ذلك ، قم بتراكب التعليمات التي تطلب من المشارك الاسترخاء أو رفع أو خفض شريط مقياس الحرارة على شاشة الملاحظات.
أخيرا ، بعد اكتمال جلسة الارتجاع العصبي ، اصطحب المريض خارج الماسح الضوئي. أشارت هذه النتائج إلى أن التحكم في DLPFC الأيسر زاد بشكل ملحوظ خلال خمس دقائق و 24 ثانية من الارتجاع العصبي مفصولة عبر خمس جلسات منفصلة أجريت في غضون 14 يوما. علاوة على ذلك ، فإن fMRI NFT جنبا إلى جنب مع ممارسة MBAT ، يخلق تغييرات بؤرية في نشاط الدماغ تقتصر على المنطقة المستهدفة ولا تؤثر على المكونات العليا أو السفلية لشبكة الذاكرة العاملة.
بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال جلسة تدريب واحدة باستخدام هذه التقنية في أقل من 20 دقيقة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم تحديد منطقة الدماغ المستهدفة بعناية للارتجاع العصبي. يمكن إجراء طرق أخرى مثل تصوير موتر الانتشار والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي ووضع العلامات على الدوران الشرياني والاختبار السلوكي قبل أو بعد هذا الإجراء لتوفير نظرة ثاقبة إضافية للتغيرات العصبية.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية أداء تدريب الارتجاع العصبي من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في الوقت الفعلي. لا تنس أن المجال المغناطيسي المرتبط بالرنين المغناطيسي يمكن أن يمثل مشكلات خطيرة في السلامة. لذلك ، يجب دائما إجراء الفحص المناسب.
تقدم هذه المقالة بروتوكولاً لاستخدام التدريب بالتغذية الراجعة العصبية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لتعديل وظائف الدماغ. إن القدرة على التحكم في اللدونة العصبية أمر بالغ الأهمية لعلاج الاضطرابات العصبية والمساعدة في التعافي من إصابات الدماغ.
يوفر التدريب على التغذية الراجعة العصبية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في الوقت الحقيقي (Real-time fMRI neurofeedback) نهجاً غير جراحي وغير دوائي لتعديل نشاط الدماغ في مناطق مستهدفة، مما يوفر استراتيجية آلية لتقليل المخاطر في تدخلات الاضطرابات العصبية. ومن خلال تمكين التحكم الإرادي في اللدونة العصبية، تدعم هذه الطريقة التحقق من الأهداف في المراحل المبكرة والفحص المظهري في اكتشاف أدوية الجهاز العصبي المركزي، خاصة للاضطرابات التي تنطوي على خلل في وظائف الدوائر العصبية مثل الطنين، والتوحد، وإصابات الدماغ الرضحيّة. وتعزز هذه التقنية الثقة التنبؤية من خلال ربط القراءات الوظيفية بالنتائج السلوكية، مما يسهل الاستمرارية الانتقالية من مرحلة الاكتشاف إلى مرحلة التحقق قبل السريري.
تتكامل هذه الطريقة ضمن سلسلة عمليات الاكتشاف من خلال دعم التعديل الموجه بالفرضيات للأهداف الدماغية، وتمكين تطوير المقايسات المخصصة لفحص اللدونة العصبية، وتوفير تحليلات كمية لاتخاذ قرارات المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) في برامج الجهاز العصبي المركزي (CNS).