Développer neuroimagerie phénotypes du défaut réseau mode dans le SSPT: Intégration de l'état de repos, la mémoire de travail, et de la connectivité structurelle

L’objectif général de l’expérience suivante est d’examiner le réseau du mode par défaut dans le trouble de stress post-traumatique en utilisant les techniques complémentaires de neuroimagerie de la connectivité fonctionnelle de l’état de repos, de la désactivation induite par la tâche et de la connectivité structurelle. Ceci est réalisé en entraînant d’abord les participants à effectuer la tâche de mémoire de travail N back à l’extérieur du scanner afin de ne pas submerger les participants qui peuvent être anxieux à propos des procédures d’étude, tout en fournissant un défi suffisant à leur mémoire de travail pour l’imagerie des désactivations induites par la tâche. Dans un deuxième temps, demandez aux participants de s’allonger à l’intérieur de la civière d’un scanner IRM de trois Tesla et de placer des coussins autour de la tête pour minimiser les mouvements de la tête.

Ensuite, lors de l’acquisition d’images MR, demandez aux participants d’effectuer la tâche de fin de dos, suivie d’une présentation de quatre minutes sur une croix de fixation. Cela permet d’acquérir des images de l’activité associée à la tâche et de l’état de repos. Répétez ces étapes, puis dites aux participants de fermer les yeux pendant l’acquisition d’images du tenseur de diffusion.

Les résultats obtenus montrent un modèle spatial cohérent avec les principaux nœuds du réseau en mode par défaut pour l’analyse de la connectivité fonctionnelle à l’état de repos, l’activation accrue du réseau exécutif et la désactivation du réseau en mode par défaut pendant la tâche de mémoire de travail à deux reprises et les traces de matière blanche reliant les régions de réseau en mode par défaut obtenues pendant le DTI. Cette technique intègre des approches de neuroimagerie fonctionnelle et structurelle qui pourraient un jour aider au diagnostic du TSPT et des maladies psychiatriques connexes. Les approches FMRI traditionnelles associées à la tâche sont combinées à l’acquisition de l’état de repos et de la connectivité structurelle.

Louisa Carpenter Vs.Who est assistante de recherche dans mon laboratoire, fera la démonstration des procédures d’étude. Cette méthode peut fournir des informations sur la compréhension du fonctionnement et du dysfonctionnement du réseau en mode par défaut. Ces méthodes peuvent également être facilement étendues pour caractériser simultanément plusieurs réseaux cérébraux afin d’évaluer comment les maladies psychiatriques affectent l’intégration du réseau avant de commencer les étapes décrites dans ce protocole.

Tout d’abord, obtenez un consentement écrit et éclairé et assurez-vous de vérifier minutieusement la sécurité du participant par IRM. Ensuite, entraînez le participant à effectuer la tâche N back à l’extérieur du scanner. Commencez la première formation, courez avec le test de vigilance de la lettre arrière zéro.

Demandez au sujet d’indiquer oui à une consonne cible telle qu’un H majuscule ou minuscule via une boîte de réponse à deux boutons et non à toutes les autres consonnes. Les neuf consonnes doivent être affichées pendant 500 millisecondes chacune avec un temps inter-stimulus de 2 500 millisecondes pour un total de 27 secondes. Les consonnes cibles seront affichées quatre fois dans chaque bloc arrière zéro.

Ensuite, demandez au participant de pratiquer le test des deux dos. Demandez-leur de répondre par oui ou par non dans la boîte de réponse. Après chaque consonne, il est présenté pour indiquer si elle est identique ou différente de la consonne qui a été présentée précédemment dans la série.

Montrez au participant une série de 15 consonnes pendant 500 millisecondes chacune avec un intervalle de stimulus interra de 2, 500 millisecondes pour un total de 45 secondes. Le stimulus cible doit être montré cinq fois. Continuez à entraîner le participant jusqu’à ce que sa performance atteigne au moins 75 % de correction sur les deux composantes arrière avant le balayage.

Tout d’abord, demandez au participant d’enlever tous les objets métalliques, de mettre des vêtements compatibles avec l’IRM, puis de les amener à l’intérieur de la salle des scanners IRM à trois Tesla. Fournissez des bouchons d’oreille pour la protection auditive et faites-les s’allonger sur le lit du scanner, placez des coussinets autour de la tête pour minimiser les mouvements de la tête. Fournissez-leur le boîtier de réponse compatible IRM pour la tâche de mémoire de travail de fin de dos, ainsi qu’une ampoule à pression pour arrêter le balayage en cas d’urgence.

Placez également un oxymètre de pouls sur un doigt pour la surveillance et l’enregistrement physiologiques. Placez ensuite une bobine de tête à 32 canaux et l’écran de présentation sur la tête du participant avant de le déplacer dans le scanner. Assurez-vous que le participant est à l’aise et qu’il peut voir l’écran.

Et puis commencez la séance d’IRM. Commencez par acquérir une image anatomique isotrope du cerveau à haute résolution d’un millimètre. Utilisez les paramètres IRM haute résolution comme indiqué ici.

Lancez ensuite l’acquisition de l’IRM. Ensuite, définissez les paramètres d’acquisition d’images FMRI bold sur la console du scanner. En utilisant les paramètres vus ici avant de lancer le scan fonctionnel.

Projetez d’abord les instructions au patient pendant trois secondes avant chaque tâche de dos zéro ou deux. À l’aide du logiciel de présentation de stimulus. Ensuite, acquérez des images FMRI sur la mémoire de travail à l’aide du test NAC.

Une 32e croix de fixation de base doit être présentée au patient avant chacun des blocs dorsaux zéro. Cela fournira une base de comparaison pour les autres blocs zéro et deux arrière. Lors de l’analyse des données, au total, trois parties arrière zéro et trois parties arrière deux parties arrière, ainsi que deux blocs de référence.

Cela doit être présenté en deux cycles d’imagerie distincts dans un ordre contrebalancé. Une fois les paradigmes N arrière terminés, assurez-vous que le participant est toujours à l’aise et prêt à poursuivre le scan. Ensuite, dites-leur que le bloc de repos est le suivant et dites-leur de ne pas s’endormir.

Utilisez le logiciel de présentation de stimulus pour afficher une croix de fixation à l’écran. Acquérez des images d’état de repos pendant les quatre prochaines minutes en utilisant les mêmes paramètres FMRI que ceux utilisés pour acquérir des images NAC. Répétez ensuite l’acquisition de la mémoire de travail à l’aide du test NAC.

Ensuite, les paramètres d’acquisition d’images DTI dans la console du scanner pour les images pondérées en diffusion du planificateur d’écho à double spin avec des gradients de diffusion appliqués dans 64 directions non linéaires, les échos partiels et les interpolations doivent être activés. Assurez-vous d’informer le participant que le scanner peut trembler pendant les séquences suivantes et que c’est normal. Demandez-lui de fermer les yeux et de se détendre du mieux qu’il peut dans le scanner.

Acquérez ensuite la séquence DTI. Une fois que toute l’analyse est terminée. Retirez le participant du scanner et demandez-lui comment s’est déroulée la session.

Répondez à toutes les questions qu’ils pourraient avoir et remerciez-les de leur participation. Assurez-vous de transférer toutes les données en toute sécurité ou de demander à l’ordinateur de l’IRM de rédiger un DBD avec les images des participants et l’enregistrement physiologique pour une analyse ultérieure des données. Enfin, effectuez une analyse de connectivité à l’état de repos avec l’analyse de connectivité de région d’amorçage pour évaluer la relation entre les régions définies a priori afin d’évaluer la connectivité fonctionnelle.

Utilisez également un logiciel de traitement FMRI pour prétraiter les données de la mémoire de travail et une modélisation linéaire générale basée sur les voxels pour quantifier l’activité spécifique à une tâche dans chaque voxel cérébral d’ensembles de données individuels. Les résultats présentés ici sont basés sur des données recueillies à l’aide de la même approche d’imagerie dans deux échantillons différents de personnes ayant des antécédents de traumatisme et de maltraitance pendant l’enfance, mais sans résultats de TSPT au repos. L’analyse de la connectivité fonctionnelle a révélé un modèle spatial compatible avec les principaux nœuds du réseau du mode par défaut, y compris le cortex préfrontal médian, le cortex cingulaire postérieur, le gyrus angulaire, le lole pariétal inférieur et les régions temporales moyennes.

Ces coupes sagittales illustrent des modèles associés à la tâche des deux mémoires de travail arrière. Les modèles d’activation au sein du réseau exécutif sont illustrés en orange et en rouge, tandis que la désactivation du réseau en mode par défaut est affichée en bleu. Ici, nous voyons une activité dorsale nulle, qui est généralement combinée à la mémoire de travail pour contrôler l’attention.

Les modèles d’activation sont en orange et rouge et la désactivation en bleu. Il est évident ici qu’il y a une désactivation du réseau en mode par défaut avec peu d’activation exécutive en dernier. L’étendue du faisceau de clrampons telle que révélée par la tractographie probabiliste est illustrée ici.

La forme et le motif tridimensionnels de ces fibres peuvent être vus avec des coupes transversales du cerveau incluses à titre de référence visuelle. Cette image illustre comment ces fibres se déplacent à travers le cortex préfrontal médian et le cortex cingulaire postérieur. Et enfin, ici, nous pouvons voir comment ces fibres se déplacent à travers la composante temporelle médiane du réseau du mode par défaut.

Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de combiner les approches de neuro-imagerie multimodale, telles que l’acquisition de l’activité associée à la tâche avec l’état de repos et la connectivité structurelle. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler que les mouvements des participants doivent être minimisés à tout prix. Pour ce faire, ils placent des oreillers contre la tête du participant dans le scanner et évaluent fréquemment leur confort pendant les procédures de balayage.