Ein Protokoll für die Verwaltung von Real-Time-fMRT Neurofeedback Training

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine lokale Kontrolle über neuroplastische Mechanismen im menschlichen Gehirn zu ermöglichen. Verwendung von Neurofeedback aus der funktionellen Echtzeit-Magnetresonanztomographie. Neurofeedback-Training hat das Potenzial, neurologische Störungen des Gehirns zu bekämpfen, indem es synaptische Potentiale in Zielhirnregionen verändert, ohne den Einsatz von Arzneimitteln oder invasiven chirurgischen Eingriffen.

Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Probanden lernen können, die lokalisierte Gehirnaktivität auf systematische Weise endogen zu verändern. Die Strategien, die zur Veränderung der lokalisierten Gehirnaktivität verwendet werden, können auf allgegenwärtige Plattformen wie Smartphones und Tablets übertragen werden, um eine einfache Lösung zu Hause zu ermöglichen. Abnorme synaptische Potentiale in der Gehirnkonnektivität sind mit vielen neurologischen Erkrankungen wie Autismus, traumatischen Hirnverletzungen, Parkinson und vestibulären Störungen verbunden.

Ein Feedback basiert auf chemodynamischen Veränderungen, die mit der neuronalen Aktivität verbunden sind, und hat daher eine schlechte zeitliche Auflösung, was das Training für einige Probanden erschwert. Da bei Patienten mit Tinnitus häufig eine Hyperaktivität der Hirnregionen auftritt, zielt dieser Ansatz darauf ab, den Probanden beizubringen, die Aktivität in den interessierenden Regionen herunterzuregulieren. Beginnen Sie damit, den TR-Trigger-Ausgang des magnetischen Resonanzbildgebungs- oder MRT-Geräts an den Stimulus-PC anzuschließen. Positionieren Sie dann das MR-kompatible Display so, dass es über den an der Kopfspule angebrachten Spiegel für den Teilnehmer sichtbar ist.

Lassen Sie den Teilnehmer anschließend in Rückenlage auf dem Scannertisch liegen. Setzen Sie die Kopfhörer auf den Kopf des Teilnehmers und stellen Sie sicher, dass die Ohren bedeckt sind. Bitten Sie sie dann, ihren Kopf in der Kopfspule zu halten.

Arretieren Sie den oberen Körper der Kopfspule und befestigen Sie den Spiegel an der Kopfspule. Positionieren Sie die Reaktionsgeräte in den Händen des Teilnehmers. Markieren Sie als Nächstes die Position der Nase des Teilnehmers relativ zum Scanner und verschieben Sie die Landmarke an die Position in der Mitte der MRT-Bohrung.

Bestätigen Sie abschließend, dass der Teilnehmer die gesamte Anzeige über den Spiegel betrachten kann. Beginnen Sie damit, dem Teilnehmer im MRT-Raum Aufgabenanweisungen zu geben. Beginnen Sie dann mit der synchronisierten Verabreichung von akustischen Reizen und der Datenerfassung, indem Sie die Scan-Taste am MRT-Scanner drücken.

Sammeln Sie planare Echobilder des gesamten Gehirns mit einer MRT-Pulssequenz mit Gradienten-Recall-Echo. Verwenden Sie als Nächstes multivariate Statistiken, um eine Aktivierungskarte zu berechnen, und verwenden Sie die Aktivierungskarte, die auf einem mittleren fMRT-Bild überlagert ist, um den Bereich zu bestimmen, in dem das Feedback-Signal für das nachfolgende Neurofeedback abgeleitet wird. Navigieren Sie dann mit dem Schieberegler durch die Schichten, um anatomische Marker zu finden, die in den fMRT-Daten sichtbar sind, wie z. B. die untere Oberfläche des Stirnhorns der Seitenventrikel.

Legen Sie mit dem Schieberegler für den Schwellenwert einen Schwellenwert für die Aktivierungskarte fest, um die Box-Zellen anzuzeigen, die während des funktionalen Lokalisierers in der Zielregion am robustesten aktiviert wurden. Verwenden Sie abschließend die linke Maustaste, um einzelne Voxel mit einer Aktivierung oberhalb des ausgewählten Schwellenwerts und innerhalb der Zielregion auszuwählen, die zum ROI hinzugefügt werden sollen. Beginnen Sie damit, den Teilnehmer anzuweisen, Achtsamkeitsaufgaben auszuführen, die die Gehirnaktivität in die gewünschten Zustände lenken

Weisen Sie den Teilnehmer im Beispiel mit dem Tinnitus an, die Aufmerksamkeit vom Hörsystem auf eines der Sinnessysteme zu lenken, um die Höraktivität zu reduzieren. Um die Daten vor dem Präsentieren des Feedbacks zu normalisieren, weisen Sie den Teilnehmer an, sich während eines Countdowns zu entspannen, der zu Beginn des Scans angezeigt wird. Beginnen Sie dann mit der synchronisierten Stimulipräsentation und Datenerfassung, indem Sie die Scan-Taste am MRT-Scanner drücken und echoplanare Bilder auf die gleiche Weise wie beim funktionellen Lokalisierer-Scan sammeln.

Präsentieren Sie dann visuell einen Countdown-Timer und ein leeres Feedback-Display. Zeigen Sie als Nächstes das aktuelle Rückkopplungssignal durch ein Balkendiagramm im Thermometer-Stil an, bei dem die Höhe des Balkens proportional zu dem Signal ist, das von den ausgewählten Boxzellen gemessen wird. Überlagern Sie dann Anweisungen, die den Teilnehmer auffordern, sich zu entspannen, den Thermometerbalken auf dem Feedback-Display zu heben oder zu senken.

Nachdem die Neurofeedback-Sitzung abgeschlossen ist, begleiten Sie den Patienten aus dem Scanner. Diese Ergebnisse zeigten, dass die Kontrolle des linken DLPFC über fünf sechsminütige und 24-sekündige Neurofeedback-Läufe, die über fünf separate Sitzungen innerhalb von 14 Tagen verteilt wurden, signifikant zunahm. Darüber hinaus führt fMRT NFT in Kombination mit der MBAT-Praxis zu fokalen Veränderungen der Gehirnaktivität, die auf die Zielregion beschränkt sind und keine vor- oder nachgelagerten Komponenten des Arbeitsgedächtnisnetzwerks beeinflussen.

Einmal gemeistert, kann eine einzige Trainingseinheit mit dieser Technik in nur 20 Minuten absolviert werden. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, die Zielregion des Gehirns für das Neurofeedback sorgfältig auszuwählen. Andere Methoden wie Diffusions-Tensor-Bildgebung, Magnetresonanzspektroskopie, arterielle Spinmarkierung und Verhaltenstests können vor oder nach diesem Verfahren durchgeführt werden, um zusätzliche Einblicke in neuroplastische Veränderungen zu erhalten.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie Neurofeedback-Training mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie in Echtzeit durchführen können. Vergessen Sie nicht, dass das mit der MRT verbundene Magnetfeld ernsthafte Sicherheitsprobleme darstellen kann. Daher sollte immer ein ordnungsgemäßes Screening durchgeführt werden.