Kartierung der regionalen Homogenität und funktionellen Konnektivität des visuellen Kortex in der Ruhezustands-fMRT

Summary

Wir stellen ein Protokoll zur Analyse funktioneller Magnetresonanztomographie-Daten vor, um spontane Veränderungen der neuronalen Aktivität bei Retinitis pigmentosa-Patienten unter Verwendung einer kombinierten regionalen Homogenitäts- und funktionellen Konnektivitätsmethode zu untersuchen.

Abstract

Eine kombinierte Methode der regionalen Homogenität (ReHo) und der funktionellen Konnektivität (FC), eine Art nicht-invasiver funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT), wurde verwendet, um synchrone Veränderungen der neuronalen Aktivität bei Retinitis pigmentosa (RP) zu bewerten. Das Ziel dieser Studie ist es, unsere Methode zur Analyse der intra- und interregionalen Synchronisationen von Veränderungen der neuronalen Aktivität bei RP-Patienten zu beschreiben. Die Vorteile der kombinierten ReHo- und FC-Methode bestehen darin, dass sie sowohl nicht-invasiv als auch ausreichend sensitiv ist, um Veränderungen der zerebralen synchronen neuronalen Aktivität in vivo zu untersuchen. Hier wurden 16 RP-Patienten und 14 gesunde Kontrollpersonen, die in Alter, Geschlecht und Bildung eng miteinander übereinstimmten, fMRT-Scans im Ruhezustand unterzogen. Es wurden zwei Stichproben-t-Tests durchgeführt, um ReHo und FC über die Gruppen hinweg zu vergleichen. Unsere Ergebnisse zeigten, dass bei den RP-Patienten eine Trennung des visuellen Netzwerks und eine Reorganisation des retino-thalamokortikalen Signalwegs und des dorsalen visuellen Stroms auftrat. Im Folgenden beschreiben wir Schritt für Schritt die Details dieser Methode, ihre Anwendung und die Auswirkungen ihrer wichtigsten Parameter.

Introduction

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist eine nicht-invasive Methode, mit der Veränderungen der Gehirnfunktion und -struktur in vivo untersucht werden können. Regionale Homogenität (ReHo) und funktionelle Konnektivität (FC) werden häufig verwendet, um intra- und interregionale Synchronisationen der Gehirnaktivität zu beurteilen. ReHo, eine fMRT-Methode für den Ruhezustand, wird verwendet, um die Ähnlichkeit zwischen der Zeitreihe eines gegebenen Voxels und seiner nächsten Nachbarn zu berechnen, was die lokale Synchronisation der Gehirnaktivitäten widerspiegelt¹. FC wird verwendet, um die Ähnlichkei....

Protocol

Das Forschungsprotokoll wurde von der medizinischen Ethikkommission des Renmin-Krankenhauses der Universität Wuhan genehmigt. Alle Teilnehmer füllten eine schriftliche Einverständniserklärung aus.

1. Einstufung und Screening der Teilnehmer

1. Rekrutieren Sie RP-Probanden und HCs, die in Alter, Geschlecht und Bildung eng miteinander übereinstimmen.
2. Stellen Sie sicher, dass alle Teilnehmer die folgenden Kriterien erfüllen: 1) in der Lage, mit einem MRT-Scanner gescannt zu werden (z. B. keine Herzschrittmacher oder implantierte Metallgeräte); 2) keine Klaustrophobie; 3) Keine Herzerkrankunge....

Results

In unserer Studie wurden 16 RP-Personen und 14 gesunde Kontrollpersonen, die in Alter, Geschlecht und Bildung eng zusammenlagen, fMRT-Scans im Ruhezustand unterzogen. ReHo- und FC-Methoden wurden verwendet, um die intra- und intersynchrone neuronale Aktivität bei RP-Individuen zu untersuchen. Signifikante Unterschiede in der BCVA wurden zwischen dem rechten Auge (P < 0,001) und dem linken Auge (P < 0,001) beobachtet, aber der Unterschied in Geschlecht, Alter oder Gewicht zwischen den Gruppen war nicht signifikant.<.......

Discussion

Dieser Bericht beschreibt ein Protokoll zur Berechnung von ReHo- und FC-Werten für RP- und HC-Gruppen und zeigte signifikant unterschiedliche ReHo- und FC-Werte zwischen den beiden Gruppen. Ein wichtiger Schritt in diesem Prozess ist die Klassifizierung und das Screening der Proben vor dem Experiment. Als wir dieses Protokoll für unsere eigene Analyse anwandten, wurden alle RP-Probanden von zwei erfahrenen Augenärzten diagnostiziert. Wir schlossen RP-Patienten mit anderen Augenerkrankung.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BrainNet Viewer Software	National Key Laboratory of Cognition Neuroscience and Learning, BNU	BrainNet Viwer 2013	BrainNet Viewer ist ein Visualisierungstool für Gehirnnetzwerke zur Visualisierung struktureller und funktioneller Konnektivitätsmuster
DPABI software	Institute of Psychology, CAS, Beijing, China	DPABI 4.3	DPABI ist ein Werkzeugkasten für die Datenverarbeitung und Analyse der Bildgebung des Gehirns.
MATLAB	MathWorks, Natick, MA, USA	2013a	MATLAB ist eine High-Level-Tech-Computing-Sprache und interaktive Umgebung für die Entwicklung von Algorithmen, die Datenvisualisierung, die Datenanalyse und die numerische Berechnung.
MRT-Scanner	GE Healthcare, Milwaukee	MRI 3.0
SPM-Software	Wellcome Centre for Human Neuroimaging, UCL	SPM8	SPM8 ist ein umfassendes Update der SPM-Software, das im Vergleich zu früheren Versionen erhebliche theoretische, algorithmische, strukturelle und Schnittstellenverbesserungen enthält.
SPSS	IBM, Chicago, IL, USA	Die SPSS-Softwareplattform SPSS Version 20.0	bietet erweiterte statistische Analysen, Textanalysen, Open-Source-Erweiterbarkeit, Integration mit Big Data und nahtlose Bereitstellung in Anwendungen.