أسلوب التصوير مع التعزيز ، Eyetracking ، والرصد الفسيولوجي

يوضح هذا البرنامج التعليمي طريقة لدراسة آلية التعزيز باستخدام تصوير الدماغ الوظيفي أو FMRI. في هذا البروتوكول ، يخضع الأشخاص للتصوير الوظيفي أثناء أداء مهمة اتخاذ القرار البصري ، والتي يتم تعزيزها من خلال المحفزات التي تثير العصير المجزية أو نفخة الهواء أو النغمة السمعية المحايدة من خلال نظارات واقية متوافقة مع الماسح الضوئي. يجب أن يقرر الأشخاص ما إذا كانت مجموعة من النقاط تتحرك بسرعة أو ما إذا كانت تتحرك ببطء.

كما تتم مراقبة حركات العين والاستجابات الفسيولوجية مثل التنفس ومعدل ضربات القلب. مرحبا ، أنا فرقة جاك جرين من مختبر فينس فيريرا وجوي هيرش في قسم علم الأعصاب بجامعة كولومبيا ، وأنا فرانكو باست. أيضا من المختبر هنا في جامعة كولومبيا.

سنعرض لك اليوم إجراء للتصوير الوظيفي مع التعزيز السلوكي والمراقبة الفسيولوجية وتتبع العين. نستخدم هذا الإجراء في مختبرنا لدراسة عملية صنع القرار مع تعزيز إيجابي وسلبي. لذلك دعونا نبدأ.

الخطوات الأولى في إجراء تجربة نشرة الهجرة القسرية إعداد المعدات وفحصها. يمكن القيام بهذه الخطوات بأي ترتيب أثناء تجاربنا ، ويتم مكافأة الأشخاص على تقديم استجابات سلوكية صحيحة. الحافز المجزي هو المشروب المفضل للموضوع الذي يتم توصيله بواسطة موزع العصير الذي يتحكم في كمية السائل التي يتم توصيلها إلى فم الشخص.

يتكون موزع العصير من خزان وصمام ملف لولبي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر وأنبوب طويل يوصل العصير إلى الهدف. يتم الاحتفاظ بجميع المكونات الإلكترونية لهذا الموزع خارج غرفة الماسح الضوئي ، لذلك لا تدخل أي قطع أثرية في إشارة التصوير بالرنين المغناطيسي. يتم شطف موزع العصير وتعبئته بالمشروب المفضل للموضوع.

قبل المسح ، يتم اختبار النظام للتأكد من تدفق العصير. يعاقب الأشخاص على الاستجابات غير الصحيحة من خلال نفخة هواء مدتها 50 مللي ثانية في العين. يوفر منظم الضغط نفخة هواء يتم التحكم فيها ، والتي سيصنفها الموضوع على أنها مكروهة ولكنها ليست مؤلمة.

يتم ضبط منظم الضغط في البداية على 30 رطل لكل بوصة مربعة ويتم توصيله بمصدر للهواء المضغوط ، والذي يمكن أن يكون خزان هواء أو هواء منزلي. يتم التحكم في صمام الملف اللولبي بواسطة إشارة كمبيوتر. يتم توصيل الهواء إلى الموضوع من خلال قطعة من أنبوب تيجون مقاس 16 بوصة ، والذي يظل أقصر من حوالي ثمانية أقدام.

من أجل تجنب التأخير بين وقت فتح الصمام والوقت الذي يصل فيه الهواء المضغوط إلى الموضوع ، فإن منظم الضغط يجلس داخل غرفة الماسح الضوئي لأن أي حركة مثل رد فعل على نفث الهواء أو حركة الرأس أثناء البلع قد تدخل القطع الأثرية في صورة FMRI. يتم استخدام قضيب العض لتقليل حركة الرأس. يتم توصيل قضيب اللدغة بملف رأس الترددات اللاسلكية ويحتوي على قطعة حال مجهزة خصيصا مصنوعة من أنابيب من مادة لدائن حرارية لتوصيل العصير ومراقبة غاز الجهاز التنفسي مدمجة في لسان حال.

يجب أن يحافظ الموضوع ببساطة على اتصال جيد بين أسنانه العلوية وقطعة الفم. من المهم إخبارهم بعدم العض بقوة على الناطقة بلسان حال. سيؤدي ذلك إلى إجهاد عضلات الفك ، ويتم مراقبة ضربات القلب أثناء التجربة من أجل إزالة أي قطع أثرية لاحقا أثناء تحليل البيانات التي قد تنشأ عن زيادة أكسجة الدم في الدماغ ، وليس بسبب النشاط العصبي.

لقياس التغيرات في الأوكسجين المتعلقة بالدورة القلبية ، نستخدم مقياس التأكسج النبضي لقياس أكسجة الثور في الدم في أطراف الإصبع باستخدام مستشعر الأشعة تحت الحمراء. مقياس التأكسج النبضي متوافق مع MR ويتم تغذية إشارة الإخراج الخاصة به من خلال لوحة الترشيح إلى غرفة التحكم حيث يتم رقمنتها وتخزينها على الكمبيوتر. نقيس أيضا التنفس باستخدام جهاز مراقبة غاز الجهاز التنفسي أو RGM الذي يقيس مستويات ثاني أكسيد الكربون منتهية الصلاحية.

نظرا لأن التنفس يؤثر على أكسجة الدم ، فإن RGM متوافق مع MR ويتم إرسال إشارات الإخراج الخاصة به إلى غرفة التحكم حيث يتم رقمنتها وتخزينها على الكمبيوتر. يتم توفير التحفيز البصري من خلال زوج من النظارات الواقية المتوافقة مع الماسح الضوئي ، والتي تحفز كلتا العينين بشكل مستقل. تشتمل النظارات الواقية على كاميرا مصغرة تعمل بالأشعة تحت الحمراء لقياس حركات العين من أجل معرفة المكان الذي ينظر إليه الموضوع ، ونقوم بتتبع حركات العين باستخدام أيقونات الفيديو بالأشعة تحت الحمراء.

حركات العين على موضع المحفزات البصرية على شبكية العين ، مما يؤثر على الاستجابات البصرية في الدماغ. يمكن أيضا استخدام حركات العين من قبل الموضوع للإشارة إلى الاستجابات السمعية لفيرجينيا. في هذه الطريقة ، يتم استخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء لتتبع حركات التلميذ.

دمج باعث الأشعة تحت الحمراء والكاميرا في زوج من النظارات الواقية المصممة خصيصا. هذه هي نفس النظارات الواقية التي توفر التحفيز البصري. تتم معالجة البيانات من النظارات الواقية بواسطة جهاز كمبيوتر مخصص يحول صور العين إلى إشارات تناظرية لوضع العين الأفقي والرأسي.

يقع الماسح الضوئي في غرفة محمية كهربائيا ومغناطيسيا. تمر جميع الإشارات الكهربائية التي تنتقل من غرفة التحكم إلى غرفة الماسح الضوئي عبر لوحة الترشيح ، وتزيل أي ترددات يمكن أن تخلق قطعة أثرية في صورة التصوير بالرنين المغناطيسي. قبل المسح ، يجب أن يمر كل موضوع بعملية السلامة والموافقة.

يتم شرح الدراسة ، ومناقشة جميع المخاطر ويعطي الموضوع موافقته. تم تصميم هذه العملية لحماية الأشخاص من الإكراه وحماية خصوصيتهم وصحتهم. يتم فحص الهدف بحثا عن المعدن في أي مكان داخل الجسم أو خارجه.

قبل التجريب ، يشعر الأشخاص بالعطش عن طريق تقييد تناول السوائل طوعا لمدة ست ساعات. بهذه الطريقة ، يصبح العصير الذي يتم تلقيه أثناء التجربة مجزيا للغاية. عندما يكون الشخص جاهزا للمسح الضوئي ، يجب أن يضع سدادات أذن لحماية الأذنين من ضوضاء الماسح الضوئي.

يجب أن يضع الموضوع أيضا سماعات رأس متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي للتواصل مع الباحثين وسماع التعليمات. أثناء جلسة المسح ، نستخدم الصور الهيكلية المرجحة T one التي تعطي تعريفا واضحا لمورفولوجيا دماغ الشخص. الموضوع يكمن بشكل سلبي ويظل ثابتا قدر الإمكان.

خلال هذه المرحلة ، التي تستغرق حوالي 10 دقائق ، نستخدم T تسلسلين وظيفيين مرجحين لإظهار التغيرات في أكسجة الدم المرتبطة بالنشاط العصبي. خلال هذه المرحلة ، يقوم الموضوع بمهمة اتخاذ القرار الإدراكي بمحفزات بصرية. ينظر الموضوع إلى نمط من النقاط المتحركة ويقوم بإصدار حكم إدراكي حول اتجاهها أو سرعة حركتها.

يشير الموضوع إلى استجابته بالضغط على الأزرار. يتم تعزيز هذه الاستجابات بعصير نفث الصحيح والهواء. إذا كانت المحفزات السمعية غير صحيحة ، يتم استخدامها كمعززات ثانوية.

تتم مراقبة حركات العين باستمرار خلال هذه المرحلة. تستغرق كل جولة تجريبية 11 دقيقة وهناك أربع جولات في جلسة مسح. نستخدم الصور المرجحة بالانتشار ، DWI لتحديد الاتصال الهيكلي بين مناطق الدماغ.

خلال هذه المرحلة. الموضوع يظل بلا حراك لمدة 12 دقيقة تقريبا. لقد أظهرنا لك للتو تجربة تصوير وظيفية مع التعزيز السلوكي والمراقبة الفسيولوجية وتتبع العين.

لقد أوضحنا كيفية استخدام هذا الإجراء لدراسة عملية صنع القرار مع تعزيز البغيض والصغير. هذا كل شيء. شكرا على المشاهدة ونتمنى لك السعادة في تجاربك.