פרוטוקול זה מדגים כיצד למדוד במנוחה קישוריות המצב התפקודי בקליפה הקדם חזיתית האנושית באמצעות מותאם אישית מעשה לפזר מתאם ספקטרוסקופיה. הדוח גם דן בהיבטים מעשיים של הניסוי, כמו גם בשלבים מפורטים לניתוח הנתונים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מוחין זרימת דם מבוסס על המצב מנוחה קישוריות תפקודית של המוח האנושי באמצעות ספקטרוסקופיית מתאם אופטי לפזר
במאמר זה
סיכום
תקציר
כדי להשיג הבנה מקיפה של המוח האנושי, הניצול של זרימת הדם המוחית (CBF) כמקור של ניגודיות רצוי משום שהוא פרמטר הומודינמי מפתח הקשור לאספקת חמצן מוחין. מצב מנוחה של תנודות בתדר נמוך המבוסס על ניגודיות חמצון הוכחו לספק מערכת יחסים בין אזורים המחוברים באופן פונקציונלי. הפרוטוקול המוצג משתמש בספקטרוסקופיית מתאם אופטי מפוזר (DCS) כדי להעריך את הקישוריות הפונקציונלית המבוססת על זרימת הדם (RSFC) במוח האנושי. תוצאות RSFC המבוסס על הקליפה הקדמית האנושית עולה כי RSFC הפנים-אזוריות הוא גבוה יותר באופן משמעותי בתוך שמאל וימין לעומת RSFC הבין אזורי בשתי מערבולות. פרוטוקול זה צריך להיות עניין של חוקרים אשר מעסיקים טכניקות הדמיה רב מודאליות כדי ללמוד את תפקוד המוח האנושי, במיוחד בקרב ילדים.
מבוא
כאשר המוח נמצא במצב מנוחה, הוא ממחיש סנכרון גבוה של פעילות ספונטנית באזורים הקשורים פונקציונלית, אשר ניתן למקם קרוב בסמיכות או ממרחק. אזורי הסינכרון האלה ידועים כרשתות פונקציונליות1,2,3,4,5,6,7,8,9. תופעה זו נחשפה לראשונה על ידי דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) מחקר באמצעות האותות התלויים ברמת חמצן בדם (מודגש) המציינים רמות חמצן של דם מוחין5
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
הפרוטוקול אושר על ידי מועצת הסקירה המוסדית באוניברסיטת רייט סטייט, והסכמה מושכלת הושגה מכל משתתף לפני הניסוי.
1. הכנה לנושא
- הכוח את מערכת FD-fNIRS ו-DCS כדי לחמם לפחות 10 דקות (ראה סעיפים 2 ו-3 לקבלת פרטים נוספים) לפני התחלת כל המידות של הנושא. דוגמה למדידת נושא עם כלי ה-DCS הקומפקטי מוצגת באיור 1.
- ראשית, להשתמש במדד קלטת כדי למדוד את המרחק בין nasion כדי inion על הראש של כל נושא (איור 2A).
- כאשר מדובר בנקודת ההתחלה, סמן את המיקום שהוא 10% מהמרחק ל-inion עם סמן דיו. זה מציין את הנקודה בין Fp1 ו Fp2 של EEG 10/20 מונטאז (איור 2A
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
הכדאיות של שימוש ב-DCS למדידת קישוריות פונקציונלית בוצעה בהצלחה39. הקישוריות הפונקציונלית של מצב המנוחה במצבה הקדמי של תשעה נושאים נמדדה. התוצאות (ממוצע ± SD) הצביעו על מתאם גבוה יותר באזור הפנים-אזורי של שמאל (0.64 ± 0.25) וזכות (0.62 ± 0.23) מערבולות, לעומת האזור הבין-אזורי של שמאל (0.32 ± 0.32), (0.34 ± 0.27) וזכות (0.34 ± 0.29), (0.34 ± 0.26) מסדר. (איור 5). ניתוח כוח עם כוח של 0.8 ורמת המובהקות של 0.05 בוצע גם, אשר הביא כוח של 0.82 עם גודל מדגם של שמונה (מתחת למס.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
כדי לקבוע אם CBF כפי שנמדד על-ידי DCS זיהה במדויק את RSFC, שני אזורים של המוח עם מאפייני RSFC ידועים נבדקו. קישוריות פונקציונלית בין אזורי dlfc ובין dlfc ו-IFC מניחים שקיימים57,58,59. קישוריות בין שני אתרים בתוך DLFC שמאל וימין נבחרה, מכיוון שהקישוריות הפנים-אזורית גבוהה בדרך כלל. כמו כן, הקישוריות בין ה-IFC ל-DLFC נבחרה, כאשר הקישוריות הבין-אזורית ידועה כחלשה יותר.
טכניקת DCS הראתה קישוריות גבוהה בתו.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים לא מצהירים על אינטרסים פיננסיים מתחרים.
תודות
המחברים רוצים להכיר בתמיכה הפיננסית מ אוהיו הגבול השלישי לרשת מחקר וחדשנות של אוהיו (אויבריין, 667750), והקרן הלאומית למדע הטבע של סין (No. 81771876).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| בדיקה מודפסת בתלת מימד | בתוך הבית | N/A | מודפסת בתלת מימד בדיקת PLA (Craftbot, Craft unique) |
| 785nm, 100mW, CW, FC מצמד לייזר | CrystaLaser | DL785-100-S | רכיב DCS (מקור אור) |
| מתאם אוטומטי | Correlator.com | Flex05-8ch | DCS (פלט g2 עקומת למחשב) |
| ממשק משתמש גרפי לרכישת נתונים | ממשק משתמש פנימי N/A | מקודד ב-LabVIEW כדי להפעיל את מערכת DCS | |
| תוכנת ניתוח נתונים | In-House | N/A | קוד Matlab המשמש להשגת תוצאות RSFC |
| מכסה אלקטרודה | EEG OpenBCI | N/A | EEG כובע רשת עם 10/20 מצבים |
| סטנדרטיים אופטיקה OZ | סיבים מרובי מצבים | QMMJ-3,2.5-IRVIS-600/630-3PCBK-3 | רכיב DCS (סיב מקור) |
| פנטום כיול Oxiplex | ISS | 75019, 75020 | סט של 2 PDMS |
| בדיקת שריר פנטום Oxiplex | ISS | 86010 | בדיקת שריר 4 ערוצים |
| Oxiplex Oximeter | ISS | 95205 | FD-fNIRS (690nm, 830nm) |
| מד כוח | Thorlabs | PM100D | מתאם כוח אור לייזר |
| כרטיס חיישן | Thorlabs | F-IRC1-S | לייזר IR קרן צופה סיבים |
| יחיד | OZ אופטיקה | SMJ-3S2.5-780-5/125-3PCBK-3 | DCS רכיב (סיב גלאי) |
| מכונת ספירת פוטון יחיד | Excelitas | SPMC-NIR-1x2-FC | DCS רכיב (גלאי) |
מקורות
- 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.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
