El desarrollo de Neuroimagen fenotipos del modo de red por defecto en el TEPT: Integrando el estado de reposo, la memoria de trabajo, y la conectividad estructural

El objetivo general del siguiente experimento es examinar la red de modo predeterminado en el trastorno de estrés postraumático utilizando las técnicas complementarias de neuroimagen de conectividad funcional en estado de reposo, desactivación inducida por tareas y conectividad estructural. Esto se logra entrenando primero a los participantes para que realicen la tarea de memoria de trabajo N back fuera del escáner con el fin de no abrumar a los participantes que pueden estar ansiosos por los procedimientos de estudio, pero aún así proporcionar un desafío suficiente a su memoria de trabajo para la obtención de imágenes de las desactivaciones inducidas por tareas. Como segundo paso, haga que los participantes se acuesten dentro de la camilla de un escáner de resonancia magnética de tres Tesla y coloquen cojines alrededor de la cabeza para minimizar el movimiento de la cabeza.

A continuación, mientras adquieren imágenes de resonancia magnética, pida a los participantes que realicen la tarea de final de la espalda seguida de una presentación de cuatro minutos en una cruz de fijación. Esto adquiere imágenes de la actividad asociada a la tarea y el estado de reposo. Repita estos pasos y luego dígales a los participantes que cierren los ojos mientras adquieren imágenes de tensor de difusión.

Los resultados obtenidos muestran un patrón espacial consistente con los nodos principales de la red de modo predeterminado para el análisis de la conectividad funcional en estado de reposo, el aumento de la activación de la red ejecutiva y la desactivación de la red en modo predeterminado durante las dos tareas de memoria de trabajo posterior y las pistas de materia blanca que conectan las regiones de la red en modo predeterminado obtenidas durante DTI. Esta técnica integra enfoques de neuroimagen funcional y estructural que algún día podrían ayudar con el diagnóstico del TEPT y las enfermedades psiquiátricas relacionadas. Los enfoques tradicionales de FMRI asociados a tareas se combinan con la adquisición del estado de reposo y la conectividad estructural.

Louisa Carpenter Vs.Who es asistente de investigación en mi laboratorio demostrará los procedimientos del estudio. Este método puede proporcionar información sobre la función y la disfunción de la red de modo predeterminado. Estos métodos también se pueden extender fácilmente para caracterizar simultáneamente múltiples redes cerebrales para evaluar cómo las enfermedades psiquiátricas afectan la integración de la red Antes de comenzar los pasos descritos en este protocolo.

Primero, obtenga el consentimiento escrito e informado y asegúrese de evaluar minuciosamente al participante para determinar la seguridad de la resonancia magnética. A continuación, entrene al participante para que realice la tarea N back fuera del escáner. Comience el primer entrenamiento, corra con la prueba de vigilancia de letras traseras cero.

Indique al sujeto que indique sí a una consonante objetivo, como una H mayúscula o minúscula, a través de un cuadro de respuesta de dos botones y no a todas las demás consonantes. Las nueve consonantes deben mostrarse durante 500 milisegundos cada una con un tiempo entre estímulos de 2.500 milisegundos para un total de 27 segundos. Las consonantes objetivo se mostrarán cuatro veces dentro de cada bloque trasero cero.

A continuación, pida al participante que practique la prueba de espalda de dos. Indíqueles que respondan sí o no en el cuadro de respuesta. Después se presenta cada consonante para indicar si es igual o diferente a la consonante que se presentó anteriormente en la serie.

Muestre al participante una serie de 15 consonantes durante 500 milisegundos cada una con un intervalo de estímulo interra de 2.500 milisegundos para un total de 45 segundos. El estímulo objetivo debe mostrarse cinco veces. Continúe entrenando al participante hasta que su rendimiento alcance al menos el 75% correcto en los dos componentes posteriores antes de escanear.

Primero, haga que el participante se quite todos los artículos metálicos, se ponga ropa compatible con la resonancia magnética y luego los lleve adentro de la sala de escáneres de resonancia magnética de tres Tesla. Proporcione tapones para los oídos para proteger los oídos y pídales que se acuesten en la cama del escáner, coloque almohadillas alrededor de la cabeza para minimizar el movimiento de la cabeza. Bríndeles la caja de respuesta compatible con resonancia magnética para la tarea de memoria de trabajo final, así como una bombilla de compresión para detener la exploración en caso de emergencia.

También coloque un oxímetro de pulso en un dedo para el monitoreo y registro fisiológico. A continuación, coloque una bobina de cabezal de 32 canales y la pantalla de presentación sobre la cabeza del participante antes de moverlo al escáner. Asegúrese de que el participante se sienta cómodo y pueda ver la pantalla.

Y luego comenzar la sesión de resonancia magnética. Comience por adquirir una imagen anatómica anatómica de alta resolución de un milímetro del cerebro. Utilice los parámetros de resonancia magnética de alta resolución como se ve aquí.

A continuación, comience la adquisición de la resonancia magnética. A continuación, establezca los parámetros de adquisición de imágenes en negrita FMRI en la consola del escáner. Usando los parámetros vistos aquí antes de iniciar el escaneo funcional.

Primero proyecte las instrucciones al paciente durante tres segundos antes de cada tarea de cero o dos atrás. Uso del software de presentación de estímulos. A continuación, adquiera imágenes FMRI en la memoria de trabajo utilizando la prueba NAC.

Se debe presentar al paciente una cruz de fijación basal número 32 antes de cada uno de los bloqueos dorsales cero. Esto proporcionará una línea de base para la comparación de los otros bloques cero y dos traseros. Durante el análisis de datos, en total, incluya tres partes traseras de cero y tres partes traseras de dos partes traseras, junto con dos bloques de referencia.

Esto debe presentarse en dos series de imágenes separadas en un orden contraponderado. Después de completar los paradigmas de la espalda N, asegúrese de que el participante aún se sienta cómodo y listo para continuar con la exploración. Luego indíqueles que el bloque de descanso es el siguiente y dígales que no se duerman.

Utilice el software de presentación de estímulos para mostrar una cruz de fijación en la pantalla. Adquiera imágenes de estado de reposo durante los próximos cuatro minutos utilizando la misma configuración de FMRI que se utilizó para adquirir imágenes NAC. A continuación, repita la adquisición de la memoria de trabajo de nuevo utilizando la prueba NAC.

A continuación, se deben activar los parámetros de adquisición de imágenes DTI en la consola del escáner para imágenes ponderadas de difusión del planificador de eco de doble giro con gradientes de difusión aplicados en 64 direcciones no lineales, ecos parciales e interpolaciones. Asegúrese de decirle al participante que el escáner puede estar temblando durante las secuencias posteriores y que esto es normal. Dígales que cierren los ojos y se relajen lo mejor que puedan en el escáner.

A continuación, adquiera la secuencia DTI. Una vez que se haya completado todo el escaneo. Retire al participante del escáner y pregunte cómo ha ido la sesión.

Responda cualquier pregunta que puedan tener y agradézcales por su participación. Asegúrese de transferir todos los datos de forma segura o haga que la computadora del escáner de resonancia magnética escriba un DBD con las imágenes de los participantes y el registro fisiológico para el análisis de datos posterior. Por último, realice un análisis de conectividad de estado de reposo con el análisis de conectividad de la región de inicialización para evaluar la relación entre las regiones definidas a priori para evaluar la conectividad funcional.

Utilice también el software de procesamiento FMRI para preprocesar los datos de la memoria de trabajo y el modelado lineal general basado en vóxeles para cuantificar la actividad específica de la tarea en cada vóxel cerebral de conjuntos de datos individuales. Los resultados observados aquí se basan en datos recopilados utilizando el mismo enfoque de imágenes en dos muestras diferentes de individuos con antecedentes de trauma y maltrato infantil, pero sin resultados de TEPT en estado de reposo. El análisis de conectividad funcional reveló un patrón espacial consistente con los nodos principales de la red de modo predeterminado, incluida la corteza prefrontal medial, la corteza cingulada posterior, el giro angular, la lole parietal inferior y las regiones temporales medias.

Estas secciones sagitales ilustran los patrones asociados con la tarea de memoria de trabajo de dos espaldas. Los patrones de activación dentro de la red ejecutiva se ilustran en naranja y rojo, mientras que la desactivación de la red en modo predeterminado se muestra en azul. Aquí vemos cero actividad de la espalda, que generalmente se combina con la memoria de trabajo para controlar la atención.

Los patrones de activación están en naranja y rojo y la desactivación en azul. Aquí es evidente que hay cierta desactivación de la red en modo predeterminado con poca activación ejecutiva al final. Aquí se muestra la extensión del haz de clum revelada por la tractografía probabilística.

La forma tridimensional y el patrón de estas fibras se pueden ver con secciones transversales del cerebro incluidas como referencia visual. Esta imagen ilustra cómo estas fibras viajan a través de la corteza prefrontal medial y la corteza cingulada posterior. Y finalmente aquí podemos ver cómo estas fibras viajan a través del componente temporal medial de la red de modo predeterminado.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo combinar enfoques de neuroimagen multimodal, como la adquisición de la actividad asociada a la tarea con el estado de reposo y la conectividad estructural. Al intentar este procedimiento, es importante recordar que el movimiento del participante debe minimizarse a toda costa. Esto se logra colocando almohadas contra la cabeza del participante en el escáner y evaluando con frecuencia su comodidad durante los procedimientos de exploración.