Análisis de la interacción psicofisiológica generalizada (PPI) de la memoria relacionados con la conectividad en individuos con riesgo genético de la enfermedad de Alzheimer

Resumen

Este manuscrito describe cómo implementar un análisis de interacción psicofisiológica para revelar cambios dependientes de la tarea en la conectividad funcional entre una región de semilla seleccionada y voxels en otras regiones del cerebro. Análisis de interacción psicofisiológica es un popular método para examinar los efectos de la tarea en la conectividad cerebral, distinta de los efectos de activación univariantes tradicionales.

Resumen

En Neuroimagen, la proyección de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) mide el nivel de oxigenación de la sangre dependiente (en negrilla) de señal en el cerebro. El grado de correlación de la negrita de la señal espacial regiones independientes del cerebro define la conectividad funcional de las regiones. Durante una tarea cognitiva fMRI, un análisis de interacción psicofisiológica (PPI) se puede utilizar para examinar los cambios en la conectividad funcional en contextos específicos definidos por la tarea cognitiva. Un ejemplo de una tarea es una que involucra el sistema de memoria, solicitando a los participantes aprender pares de palabras sin relación (codificación) y recordar la segunda palabra en un par cuando se presentó con la primera palabra (recuperación). En el presente estudio, hemos utilizado este tipo de tarea de la memoria asociativa y un análisis generalizado de PPI (gPPI) para comparar cambios en Conectividad del hipocampo en los adultos mayores que son portadores de la enfermedad de Alzheimer (EA) factor de riesgo genético apolipoproteína-E épsilon-4 ( APOEΕ4). En concreto, mostramos que la conectividad funcional de subregiones de los cambios del hipocampo durante la codificación y recuperación, las dos fases activas de la tarea de memoria asociativa. Dependiente del contexto de cambios en la conectividad funcional del hipocampo fueron significativamente diferentes en portadores de APOEε4 en comparación con los no portadores. Análisis PPI permiten examinar los cambios en la conectividad funcional, distinta de principales efectos univariados y comparar estos cambios a través de grupos. Así, un análisis PPI pueden revelar efectos compleja en cohortes específicas que los métodos univariantes tradicionales no captan. Análisis PPI no pueden, sin embargo, determinar direccionalidad o causalidad entre las regiones funcionalmente conectadas. Sin embargo, análisis PPI ofrecen poderosos medios para la generación de hipótesis específicas sobre relaciones funcionales, que pueden ser probadas usando modelos causales. Como el cerebro cada vez más se describe en términos de conectividad y redes, PPI es un importante método de análisis de datos de tarea de fMRI que está en consonancia con la concepción actual del cerebro humano.

Introducción

El término "conectoma" fue acuñado en 2005 marca un cambio de paradigma en la neurociencia que continúa a este día¹. El cerebro es cada vez más descrito en términos de interacciones entre regiones a gran escala, la conectividad y redes funcionales. Sin embargo, la delineación de especialización funcional regional y asociaciones entre fMRI mide la actividad y las demandas de la tarea son enfoques todavía válidos y útiles. Teniendo en cuenta el creciente interés en connectomics, conectividad funcional enfoques de análisis de tarea fMRI están creciendo en popularidad. Un enfoque para medir cambios de conectividad funcional depende de la tarea exig....

Protocolo

el presente estudio fue realizado en cumplimiento de los protocolos de la Junta de revisión institucional (IRB) de UCLA y aprobado por el Comité de protección de sujetos humanos de UCLA. Todos los participantes dieron consentimiento informado para inscribirse en este estudio.

1. participante selección

1. aprobación IRB obtener para realizar el estudio.
2. Pantalla individuos de 55 y más viejo para el deterioro cognitivo mediante una batería neuropsicológica estandarizada. Incluyen pruebas de inteligencia General (subpruebas del WAIS-III) ¹³, ¹⁴ de la fluidez (frutas y verdura....

Resultados

Con dos fases diferentes tarea activa (codificación y recuperación) y semilla de dos regiones (hipocampo anterior y posterior) hay cuatro condiciones para reportar resultados para cada grupo. Los mapas de activación dentro del grupo de tarea (no se muestra aquí, véase Harrison et al., 2016¹²) demuestran que el lóbulo occipital, la corteza auditiva, grandes regiones del lóbulo parietal, áreas del lenguaje frontal, circunvolución temporal superior y caudado .......

Discusión

Los primeros estudios de fMRI basado en tareas fueron diseñados para descubrir relaciones estadísticas entre procesos cognitivos específicos o demandas y cambios en la negrita de la señal en relación con una medición de línea de base. Este enfoque tradicional es útil para la identificación de regiones específicas del cerebro donde la actividad es modulada por una tarea experimental. En contraste, un análisis PPI se refiere principalmente a la modulación de la conectividad funcional o sincronía de la actividad, que result.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Escáner de imágenes por resonancia manética 3T	Siemens Medical Solutions	MAGNETOM Trio, A Tim System	3T MRI Scanner
FSL (FMRIB Software Library)	Oxford	versión 6.0	Software de procesamiento de imágenes funcionales
AFNI (Análisis de Neuroimágenes Funcionales)	Instituto Nacional de Salud Mental, Institutos Nacionales de Salud	Cualquier versión posterior a mayo de 2015	Software de procesamiento de imágenes funcionales
SPM8 (mapeo paramétrico estadístico)	University College of London	SPM8	Software de procesamiento de imágenes funcionales
Matlab	The Mathworks, Inc	versión R2012a	Software de computación
SDS	Software Applied Biosystems, Inc	7900HT Sistema de PCR rápido en tiempo real	PCR en tiempo real
Ensayos Taqman	ThermoFisher Científico	específico del	genotipado de SNP SNP

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