Este protocolo muestra cómo medir la conectividad funcional del estado en reposo en la corteza prefrontal humana utilizando un instrumento de espectroscopia de correlación difusa hecho a medida. El informe también analiza aspectos prácticos del experimento, así como pasos detallados para analizar los datos.
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Artículo de método
Conectividad funcional del cerebro humano basada en el flujo sanguíneo cerebral mediante espectroscopia óptica de correlación difusa
En este artículo
Resumen
Resumen
Para obtener una comprensión integral del cerebro humano, se desea la utilización del flujo sanguíneo cerebral (CBF) como fuente de contraste porque es un parámetro hemodinámico clave relacionado con el suministro de oxígeno cerebral. Se ha demostrado que las fluctuaciones de baja frecuencia del estado de reposo basadas en el contraste de oxigenación proporcionan correlaciones entre regiones conectadas funcionalmente. El protocolo presentado utiliza espectroscopia de correlación difusa óptica (DCS) para evaluar la conectividad funcional del estado de reposo basado en el flujo sanguíneo (RSFC) en el cerebro humano. Los resultados de RSFC basado en CBF en la corteza frontal humana indican que el RSFC intrarregional es significativamente mayor en los cortices izquierdo y derecho en comparación con el RSFC interregional en ambos cortices. Este protocolo debe ser de interés para los investigadores que emplean técnicas de imagen multimodalpara para estudiar la función cerebral humana, especialmente en la población pediátrica.
Introducción
Cuando el cerebro está en estado de reposo, demuestra una alta sincronización de la actividad espontánea en regiones relacionadas funcionalmente, que se puede ubicar cerca o desde la distancia. Estas regiones en sincronización se conocen como redes funcionales1,2,3,4,5,6,7,8,9. Este fenómeno fue descubierto por primera vez por un estudio de resonancia magnética funciona....
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Protocolo
El protocolo fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad Estatal de Wright, y se obtuvo el consentimiento informado de cada participante antes del experimento.
1. Preparación del sujeto
- Encienda el sistema FD-fNIRS y DCS para calentarse durante al menos 10 minutos (ver secciones 2 y 3 para obtener más detalles) antes de iniciar cualquier medición del sujeto. En la Figura 1se muestra un ejemplo de medición del sujeto con el instrumento DCS compacto.
- En primer lugar, utilice una cinta métrica para medir la distancia entre el nasión a la inión en la cabeza de cada suje....
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Resultados
La viabilidad de utilizar DCS para medir la conectividad funcional se desemprobó con éxito39. Se midió la conectividad funcional del estado de reposo en los cortices prefrontales de nueve sujetos. Los resultados (media - SD) indicaron una mayor correlación en la región intrarregional de la izquierda (0,64 a 0,25) y la derecha (0,62 a 0,23) cordíes, en comparación con la región interregional de la izquierda (0,32 a 0,32), (0,34 a 0,27) y a la derecha (0,34 a 0,29), (0,34 a 0,26) cortíquios. (
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Discusión
Para determinar si la CBF medida por el DCS detectó con precisión RSFC, se examinaron dos áreas del cerebro con propiedades rsFC conocidas. Se supone que existe conectividad funcional entre regiones DLFC y entre DLFC e IFC57,58,59. Se eligió la conectividad entre dos sitios dentro del DLFC izquierdo y derecho, porque la conectividad intrarregional suele ser mayor. También, la Conectividad entre el IFC y el DLFC fue elegido, como.......
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Divulgaciones
Los autores no declaran intereses financieros en competencia.
Agradecimientos
Los autores desean reconocer el apoyo financiero de la Tercera Frontera de Ohio a la Ohio Imaging Research and Innovation Network (OIRAIN, 667750), y la National Natural Science Foundation of China (No. 81771876).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Sonda impresa | 3D Sonda PLA impresa en | 3D interna N/A (Craftbot, Craft unique) | |
| 785nm, 100mW, CW, FC acoplado Láser | CrystaLaser | DL785-100-S | Componente DCS (fuente de luz) |
| Auto-correlador | Correlator.com | Flex05-8ch | Componente DCS (salida de curva g2 a PC) |
| GUI | de adquisición de | N/A | codificada en LabVIEW para ejecutar el Sistema DCS |
| Software de análisis | de datos N | /A | Código Matlab utilizado para obtener resultados de RSFC |
| Tapa de electrodo EEG | OpenBCI | N/A | Tapa de malla EEG con 10/20 posiciones |
| estándar Fibra multimodo Óptica | OZ | QMMJ-3,2.5-IRVIS-600/630-3PCBK-3 | Componente DCS (fibra fuente) |
| Fantoma de calibración Oxiplex | ISS | 75019, 75020 | Juego de 2 PDMS Calibración Sonda |
| muscular Phantom Oxiplex | ISS | 86010 | Sonda muscular de 4 canales |
| Oxímetro Oxiplex | ISS | 95205 | FD-fNIRS (690nm, 830nm) |
| Medidor | de potencia Thorlabs | PM100D | Ajustador de potencia de luz láser |
| Tarjeta de sensor | Thorlabs | F-IRC1-S Visor de | haz IR láser |
| Fibra monomodo | OZ Optics | SMJ-3S2.5-780-5/125-3PCBK-3 | Componente DCS (fibra detectora) |
| Máquina contadora de fotón único | Excelitas | SPMC-NIR-1x2-FC | Componente DCS (detector) |
Referencias
- Cohen, A. L., et al. Defining functional areas in individual human brains using resting functional connectivity MRI. NeuroImage. 41 (1), 45-57 (2008).
- Pizoli, C. E., et al.
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Reimpresiones y permisos
