探讨孤独症的脑功能磁共振成像和弥散张量成像

以下实验的总体目标是检查对自闭症社会认知很重要的大脑区域之间的联系。使用自闭症儿童和成人大脑的功能 MRI 和弥散张量成像，这是通过设计适当的 FMRI 实验，然后招募自闭症参与者来实现的。参与者必须为获得质量、功能和结构脑图像的程序做好充分准备。

在执行预定义任务时，功能实验在 MRI 扫描仪中呈现给参与者。获取的 MR 图像导致每个实验的数据量相对较大。获取的神经影像学数据被传输到实验室的计算机服务器，然后通过创建模型进行预处理和统计分析。

除了基本的大脑激活分析外，还检查了自闭症和对照参与者的功能和解剖学连接。联邦海事局。获得的结果表明，自闭症受试者在社交认知过程中激活减少，功能连接较弱。此外，DTI 数据分析表明自闭症患者白质完整性异常。

这种方法可以回答有关自闭症谱系障碍中大脑组织和大脑功能的重要问题，并且有一天可能会回答。这可能导致确定自闭症的神经系统标志物。这项技术的影响延伸到自闭症的治疗，因为识别大脑区域之间改变的连接可能会导致开发修复这些连接的新疗法。

因此，虽然这种方法可用于评估自闭症大脑，但它也可以用于其他技术，例如查看其他神经发育障碍，以及典型大脑如何发育，因为很难将 MRI 扫描仪介绍给自闭症儿童，因为它是一个嘈杂的环境，他们对此很敏感。这是一个紧凑且可能令人恐惧的空间，这是一个新颖的环境。这种方法的视觉演示对于为自闭症儿童做准备至关重要。

对于 FMRI，扫描可能很困难，而且许多自闭症患者通常是视觉思考者。演示此程序的是我实验室的研究生 Donna Murdo、Lauren Libro、mark Pennick 和 Heather Wadsworth。在参加研究之前，应首先通过电话向潜在参与者和儿童受试者的家人介绍该研究。

这还应包括筛选，以确保参与者符合研究的纳入标准。如果符合条件，则应招募潜在参与者在适合参与者以及研究人员和成像中心的日期和时间进行 MRI 扫描。向受试者发送有关 MRI 扫描程序的社会故事副本和扫描仪噪音的 CD 录音。

对于儿童，应与父母一起审查这些内容，以便在扫描日之前更好地了解研究程序，并使受试者对 MRI 环境更加舒适。当参与者和家人到达成像中心时，向他们打招呼并回答他们可能对研究和实验程序提出的任何问题。然后在获得知情同意之前审查 IRB 文件。

接下来，将参与者带到一个安静的房间进行神经心理学测试，包括 IQ 语言能力和惯用手能力。然后让参与者在笔记本电脑上练习简短的研究范式，以熟悉实验。完成所有测试和练习后，带参与者使用模拟 MRI 扫描仪并提供 MRI 扫描程序的模拟体验。

另一个准备步骤是在成像中心的 MRI 扫描仪上贴上易于移除的贴纸和动物和卡通人物的图像，使扫描环境更适合儿童。当参与者返回成像中心时，请稍作休息，然后让他或她填写 MR 安全问卷。在进入扫描室之前，将所有物品放入储物柜中，然后检查身上是否有任何金属。

筛查完成后，将参与者带入扫描室，让他或她坐在扫描仪床上，提供耳塞和耳机，然后让受试者躺在扫描仪床上。然后，MRI 技术人员应将多通道头线圈放在参与者的头部并调整随附的镜子，以便可以看到计算机屏幕上显示的图像。接下来，用毯子盖住参与者，并为左手和右手提供响应框，以便在 FMRI 任务期间使用。

还要将紧急挤压球放在触手可及的地方，以便拍摄对象可以发出信号，告诉他或她是否想从扫描仪中出来。最后，MRI 技术人员会将扫描仪床推进到扫描球中，并确保受试者在开始扫描之前感到舒适。技术人员首先通过获取 Localizer 来启动扫描会话，以确保参与者的头部位置正确。

然后获取高分辨率结构扫描，用于共同配准和归一化。在随后的分析中，为了保持受试者的娱乐性，研究人员可以在此扫描期间向参与者展示电影剪辑。接下来，设置适合扫描仪和所用脉冲序列的成像参数。

研究人员应协助技术人员开具用于功能成像的切片。在这里，在斜轴平面上规定了 17 个 5 毫米的切片，以允许最大限度地覆盖整个大脑。现在通过麦克风说话，让受试者知道实验即将开始，并为将要运行的任务提供说明。

还要在计算机上打开实验任务，该任务应同步以从扫描仪的触发器开始。参与者应按下按钮开始实验，当他或她准备好开始实验任务时进行扫描，包括静态和动态视觉刺激，以及听觉刺激都可以在此处看到，并通过 ePrime 软件显示和编程。请务必监控参与者的回答，因为它们被记录并显示在计算机屏幕上。

第一次实验后，与参与者交谈并提供有关任务性能和头部运动的反馈，并为他或她准备将要运行的下一个实验。当所有 FMRI 实验完成后，研究人员应指示受试者简单地静躺约 12 分钟，随着 DTI 扫描的获得，电影的片段可以再次在此处播放以供娱乐。完成所有扫描后，将参与者从扫描仪中取出，并允许他或她取回可能已放入储物柜中的任何物品。

然后带他或她到一个安静的房间进行简短的汇报会议。在汇报环节中，询问参与者他或她在扫描仪中的表现、对任务难度的反馈，以及可能出现的任何问题或疑虑。另外，请务必感谢受试者参与研究。

与此同时，MR.技术人员应将所有获取的 MRI 和 DTI 数据上传到受 HIPAA 保护的计算机网络上。然后，研究人员可以稍后使用密码登录此网络，以访问数据并将其传输到研究服务器。在分析之前，应通过从图像标题中删除任何可识别信息（例如姓名和出生日期）来匿名化获取的数据。

然后将数据转换为漂亮的图像格式以开始功能处理。数据的预处理和后处理都可以通过统计参数映射或 SPM eight 等软件进行。然后，应首先绘制感兴趣的区域，然后从每个参与者的每个 ROI 中提取 FMRI 信号时间过程，从而测量给定任务的功能连接性。

然后将信号从一个 ROI 关联到另一个 ROI。也可以使用获取的 DTI 数据和 FSL 软件检查解剖连接性。使用这种软件进行初步分析，检查水在大脑中的扩散，并将其用作白质完整性的指标。

进一步的分析可能涉及白质束造影，其中推断了有关束方向和结构的细节。在这里，可以看到代表性的功能映射，激活度增加，如句子理解等典型语言任务。激活出现在左额下回和左后颞上沟，在精神状态归因期间，神经典型参与者可以看到双侧后颞上沟激活增加。

对于其他人来说，这些映射使用小于 0.05 的阈值 P 进行 FWE 校正。在这里，我们看到自闭症参与者的社交认知任务数据功能连接显着降低，表明额叶和颞叶区域之间的大脑激活同步得到证明。最后，该图显示了 DTI 束成像结果，显示从颞叶到颞顶交界处的白质纤维束。

牵引成像的最初起点是通过基于跟踪的空间统计确定的 ROI，与年龄匹配的典型对照参与者相比，自闭症年轻人的 FA 值明显较小。儿科神经影像学检查可能非常困难，尤其是对于自闭症儿童，但只要有足够的练习和准备，这些扫描技术就可以成功进行。在尝试与任何参与者（尤其是儿童）进行 MRI 扫描时，重要的是要确保实验室的体验是愉快和积极的。

通过遵循此程序获得的数据可用于回答与神经科学相关的问题。此外，通过正确的假设和分析，人们不仅可以使用这些信息来了解大脑，还可以了解大脑与行为之间的关系。不要忘记 MRI 扫描过程对运动非常敏感。

此外，在手术完成之前，应采取预防措施从参与者的口袋和身上取出所有金属。看完这个视频，你应该对如何成功地使用神经影像学来研究一般儿童和患有自闭症等发育障碍的儿童有一个很好的了解。