Method Article

ניתוח אינטראקציות בין פסיכופיזיולוגיות מוכללת (PPI) של זיכרון הקשורות קישוריות אצל אנשים בסיכון גנטית למחלת אלצהיימר

DOI:

10.3791/55394

⸱

November 14th, 2017

 ,  ,  ,  , 
1Psychiatry and Biobehavioral Sciences, University of California, Los Angeles, 2Biospective, Inc.

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כתב יד זה מתאר כיצד ליישם ניתוח האינטראקציה פסיכופיזיולוגיות לגלות שינויים תלויי-פעילות פונקציונלית קישוריות בין אזור שנבחר זרע voxels באזורים אחרים של המוח. ניתוח האינטראקציה פסיכופיזיולוגיות הוא שיטה פופולארית לבחון השפעות פעילות על חיבוריות במוח, נבדל univariate מסורתי הפעלת אפקטים.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בדימות מוחי, דימות תהודה מגנטי תפקודי (fMRI) מודד את האות (מודגש) התלויים דם ברמת חמצון במוח. מידת המתאם של והנועז אות ב במרחב אזורים עצמאיים של המוח מגדיר קישוריות פונקציונלי של אזורים אלה. במהלך פעילות קוגניטיבית fMRI, ניתוח פסיכופיזיולוגיות אינטראקציה (PPI) ניתן לבחון שינויים קישוריות תפקודית במהלך בהקשרים ספציפיים שהוגדרו על-ידי הפעילות הקוגניטיבית. דוגמה של משימה כזו הוא אחד שעושה. את מערכת הזיכרון, מבקש ממשתתפים ללמוד זוגות של מילים שאינן קשורות (קידוד), זוכר את המילה השנייה בזוג כאשר מוצג עם המילה הראשונה (אחזור). במחקר הנוכחי, השתמשנו סוג זה של ניתוח PPI (gPPI) מוכללת של זיכרון אסוציאטיבי פעילות כדי להשוות בין שינויים בהיפוקמפוס בקישוריות של אנשים מבוגרים שאינם נשאים של (אפסילון-4 אפוליפופרוטאין-E מחלת אלצהיימר (AD) גורם סיכון גנטי APOEΕ4). באופן ספציפי, אנו מראים כי קישוריות פונקציונלי של לאזורי משנה של השינויים ההיפוקמפוס במהלך הקידוד, אחזור, את שני השלבים פעיל של הפעילות זיכרון אסוציאטיבי. שינויים תלויי-ההקשר קישוריות פונקציונלי של ההיפוקמפוס היו שונים באופן משמעותי בנשאים של APOEε4 בהשוואה ללא-נשאים. ניתוחים PPI מאפשרים לבחון שינויים באופן פונקציונלי קישוריות, נבדל univariate אפקטים עיקריים, וכדי להשוות את השינויים האלה על פני קבוצות. לפיכך, ניתוח PPI עלול לגלות תופעות המשימה המורכבת גדודים ספציפי זה בשיטות מסורתיות univariate אינם לוכדים. PPI ניתוחים לא יכול, עם זאת, לקבוע כיוון או סיבתיות בין אזורים מחוברים באופן פונקציונלי. ובכל זאת, ניתוחים PPI לספק אמצעי רב עוצמה ליצירת וההשערות ספציפית לגבי יחסים פונקציונליים, אשר יכול להיבדק באמצעות מודלים סיבתי. כפי המוח יותר ויותר מתואר במונחים של קישוריות ורשתות PPI היא שיטה חשובה עבור ניתוח נתונים פעילות fMRI זה עולה בקנה אחד עם התפיסה הנוכחית של המוח האנושי.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המונח "connectome" נטבע בשנת 2005 מסמן שינוי פרדיגמה במדעי המוח שממשיך עד היום1. המוח הוא יותר ויותר מתואר במונחים של רשתות פונקציונלי, קישוריות, אינטראקציות בין ובין אזורים בקנה מידה גדול. ובכל זאת, התיחום של אזורי התמחות תפקודית ואגודות בין פעילות נמדד ב- fMRI דרישות המשימה הן גישות עדיין תקפים ושימושיים. לאור ההתעניינות הגוברת ב connectomics קישוריות פונקציונלי גישות ניתוח fMRI של פעילות הגדלים הפופולריות. גישה אחת כדי מדידת שינויים פונקציונליים קישוריות תלויה המשימה דורשת עושה שימוש של המושג PPI. PPI היא האינטראקציה של המשימות הפעילה שלב או פעילות מסוימת לפי דרישה ("פסיכו") עם קישוריות פונקציונלי ("פיזיו') של אזור מעניינים או"זרע"במוח. PPI ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחקר הנוכחי היה שבוצעה בהתאם הפרוטוקולים UCLA מוסדיים סקירה לוח (IRB), אושרו על ידי הוועדה להגנת UCLA נושאים אנושיים. כל המשתתפים נתנה הסכמה מדעת בכתב על מנת לרשום במחקר זה.

1-בחירת המשתתף

  1. IRB להשיג אישור כדי לבצע את המחקר.
  2. מסך ליחידים מגיל 55 ומעלה עבור ירידה קוגניטיבית באמצעות סוללה שתלמידים מתוקננת. לכלול בדיקות של המודיעין הכללי (כל המבחנים של WAIS-III) 13, שטף (פירות וירקות) 14, תשומת לב (ספרות קדימה ולא אחורה) 13, שפה (בוסטון שמות מבחן ) 15, 16 זיכרון מילולי (Buschke-פולד סלקטיבי שהזכרת פע....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עם שני שלבים שונים המשימות הפעילה (קידוד ואחזור) ואזורים זרע שני (anterior ואת אחורי ההיפוקמפוס) ישנם ארבעה תנאים דוח תוצאות עבור כל קבוצה. המפות הפעלת פעילות בתוך הקבוצה (לא מוצג כאן, ראה הריסון. et al., 201612) מראים האונה העורפית, קליפת השמיעה, אזורים גדולים באונה הקודקודית, אזורי שפה חזיתית, סופריור הפיתול הטמפורלי, ואת המזונבת (מובהק יותר במהלך אחזור) יש מודגש משמעותי אותות גדל במהלך הקידוד ואחזור בשתי הקבוצות ניסיוני. בתוך קבוצת PPI ניתוחים חשף כי יש.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

לימודי fMRI מבוסס-משימות שנועדו לחשוף קשרים סטטיסטיים בין תהליכים קוגניטיביים מסוים או דרישות ושינויים והנועז אות ביחס מידה בסיסית. גישה מסורתית זו שימושית לזיהוי אזורים ספציפיים במוח שבו פעילות הוא מווסת על ידי פעילות ניסיוני. לעומת זאת, ניתוח PPI בעיקר עוסקת של האפנון של קישוריות פונקציונלי, או synchrony של פעילות, שהם תוצאה של תהליך קוגניטיבי הנוצרות על-ידי פעילות. PPI מודד קישוריות פונקציונלי תלויות הקשר בין אזור מוגדר בעל עניין (זרע) ואזורים אחרים של המוח, מגביר פעילות לא רק ירידות באזורים המותאמות לשפות אחרות. הבחי.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

DGM הוא שעובד של Biospective, inc. Biospective, inc לא עיבד את כל הנתונים המוצגים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי נבחרת המכון של הזדקנות (גרנט מספר R01AG013308 כדי SYB, F31AG047041 כדי TMH). המחברים השתמשו חישובית, שירותי אחסון המשויך Hoffman2 המשותפים באשכול שסופקו על-ידי המכון UCLA עבור קבוצת הטכנולוגיה הדיגיטלית מחקר והדרכה של מחקר.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
סורק הדמיית תהודה מנטית 3Tסימנס פתרונות רפואייםMAGNETOM Trio, A Tim System3T MRI סורק
FSL (ספריית תוכנה FMRIB)אוניברסיטת אוקספורדגרסה 6.0תוכנת עיבוד הדמיה פונקציונלית
AFNI (ניתוח הדמיה מוחית תפקודית)המכון הלאומי לבריאות הנפש, המכונים הלאומיים לבריאותכל גרסה לאחר מאי 2015תוכנת עיבוד הדמיה פונקציונלית
SPM8 (מיפוי פרמטרי סטטיסטי)המכללה האוניברסיטאית של לונדוןSPM8תוכנת עיבוד הדמיה פונקציונלית
תוכנת Matlab תוכנתMathworks, Incגרסה R2012aתוכנת מחשוב
SDS תוכנהיישומית ביוסיסטמס, בע"מ7900HT מערכת PCR מהירה בזמן אמתPCR
מבחני Taqman ThermoFisher מדעיספציפי לגנוטיפ SNP SNP

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sporns, O., Tononi, G., Kötter, R. The Human Connectome: A Structural Description of the Human Brain. PLoS Comput Biol. 1 (4), 42(2005).
  2. Friston, K. J., Buechel, C., Fink, G. R., Morris, J., Rolls, E., Dolan, R. J. Psychophysiological and modulatory interactions in neuroimaging. <....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Psychophysiological Interaction AnalysisFunctional Connectivity ChangesAssociative Memory TaskAPOE Epsilon 4 CarriersHippocampal SubregionsfMRI Preprocessing StepsGeneral Linear ModelPPI Term CreationGroup Level ComparisonsMNI Space Coordinates

Related Articles