ברזולוציה גבוהה תהודה מגנטית פונקציונלית שיטות המוח התיכון האדם

המטרה הכוללת של הליך זה היא למדוד אותות FMRI ברזולוציה גבוהה במוח התיכון ובגזע המוח האנושי. זה מושג על ידי הצגת הגירוי החזותי המתאים לנבדק המחקר. ואז סט אופטימלי של FMRI.

נהלים ופרמטרים משמשים לאיסוף נתונים והנתונים מנותחים באמצעות שילוב של טכניקות ניתוח סטנדרטיות ומבוססות שטח. השלב האחרון הוא שכבת-על של הנתונים על ייצוג משטח תלת מימדי להדמיה. בסופו של דבר, FMRI ברזולוציה גבוהה משמשת להצגת ייצוג טופוגרפי של זווית קוטבית לגירוי חזותי בקולוס עליון אנושי.

היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני השיטות הקיימות למבנים תת-קורטיקליים הוא שאנו מסוגלים להשיג רזולוציה גבוהה תוך התגברות על יחס האות לרעש הנמוך הקשור ל-FMRI ברזולוציה גבוהה. אנו מסוגלים לעשות זאת על ידי שימוש בטכניקות מיוחדות לניתוח תמונות ורכישה. למרות ששיטה זו תוכננה במיוחד להדמיית תפקוד בקולוס העליון האנושי, ניתן ליישם אותה גם על אזורים תת-קורטיקליים אחרים כגון גרעין האולולט הרוחבי, הקולוס התחתון או הגרעין התת-תלמי.

כדי להשיג זווית קוטבית, מפה אטופית של הרשתית בקולוס העליון הקימה תחילה פרדיגמה פונקציונלית באמצעות טריז של 90 מעלות של נקודות נעות כגירוי. התמריץ מחולק לשניים על שלושה מגזרים וירטואליים עם נקודות באחד הסקטורים שנבחרו באופן אקראי בכל ניסוי כדי לנוע לאט יותר או מהר יותר מכל הנקודות האחרות. הנה ניסוי לדוגמה עם נקודות המגזר השמאלי המרכזי נעות מהר יותר מנקודות בסקטורים אחרים.

לאחר כל ניסוי, הטריז מסתובב סביב הקיבוע במרווחים של 30 מעלות כך שהגירוי משלים מחזור שלם עם מחזור של 24 שניות. כל ריצה מורכבת מתשעה וחצי סיבובים של הגירוי ומפגשי הניסוי צריכים לכלול 16 עד 18 ריצות לפני הסריקה. בקש מכל נבדק לתרגל את המשימה החזותית עבור כל ניסיון של שתי שניות.

הדריכו את הנבדק להתייחס לטריז ולבצע משימת אפליית מהירות תוך שמירה על קיבעון. באמצעות לחיצת כפתור, על הנבדק לציין אם נקודות באחד הסקטורים נעות מהר יותר או לאט יותר מסקטורים אחרים לפני סריקת MRI סטנדרטית יש להקפיד על נהלי בטיחות. מקם את הנושא על שולחן הסורק והנח את סליל ה-RF מעל הראש.

לאחר מכן הקפד לאבטח את ראשו של הנבדק עם רפידות קצף כדי למזער את תנועת הראש. הסבירו כי FMRI רגיש במיוחד לחפצי תנועה, במיוחד ברזולוציות המרחביות הגבוהות המשמשות במחקר זה. הנח גם משטח כפתורים תואם MRI ביד אחת ותן הוראות לגבי איזה כפתור ללחוץ במהלך המשימה.

הגירוי מוקרן על מסך תצוגה הנצפה באמצעות מראה המותקנת על הסליל. הקולוס העליון האנושי הוא מבנה קטן אך מובחן בקוטר של כתשעה מילימטרים הממוקם על פני השטח הגביים של המוח התיכון ונדרשות סדרות הדמיה מרובות לוקלייזר ללוקליזציה המדויקת שלו. הפעל את הלוקליזרים לאורך מישורים ציריים ועטרתיים סגיטליים.

כעת השתמש בתמונות לוקלייזר אלה כדי לרשום במדויק את הקולוס העליון עם שמונה עד 10 פרוסות רצופות. לאחר מכן השג תמונות מבניות משוקללות ברזולוציה גבוהה באמצעות רצף SPGR תלת מימדי. תמונות אלו ישמשו ליישור נתוני ה-FMRI לנפח ייחוס מבני ברזולוציה גבוהה שיש להשיג בפגישה נפרדת.

לאחר מכן הגדר להדמיה פונקציונלית באמצעות רכישת מסלול ספירלי של שלוש יריות כדי להשיג גודל פיקסל רגיל של 1.2 מילימטרים. הגדר את זמן ההד ל-40 אלפיות השנייה, שהוא ארוך יותר ממה שמשמש בדרך כלל בקליפת המוח, המתאים לערך נמדד ארוך יותר של קבוצת T שני כוכבים. TR לשנייה אחת כך שנפח נרכש כל שלוש שניות.

כשתהיה מוכן, התחל את הסריקה תוך כדי הפעלת הפרדיגמה הפונקציונלית. לאחר השלמת ההדמיה הפונקציונלית, השג סדרת תמונות מבנית T אחת ברזולוציה גבוהה נוספת בפגישה נפרדת. עבור כל נבדק, השג נפח התייחסות ברזולוציה גבוהה באמצעות רצף משוקלל T אחד שיספק ניגודיות רקמות טובה.

רצף זה יהיה באורך של כ-28 דקות. לאחר השלמת ההדמיה, השתמש בשילוב של טכניקות אוטומטיות וידניות המסופקות בתוכנת ITK SNAP כדי לפלח חלקים מגזע המוח והתלמוס בנפח ברזולוציה גבוהה. ממשק רקמת הנוזל המוחי של הקוליקולוס העליון עובר אינטרפולציה מהפילוח באמצעות טסלציה בצפיפות ISO ולאחר מכן מזוקק כדי לייצר ייצוג משטח חלק ומדויק.

משטח זה מספק קודקודים ונורמלים המשמשים לחישובים למינאריים וכן אמצעי להמחשת נתונים פונקציונליים. הניתוח המתואר משתמש בחבילת התוכנה Mr.Vista וכן בכלים שפותחו במסגרת Mr.Vista. התחל באתחול הפעלה ובחירה באפשרות לנרמל מרחבית את עוצמת הנתונים הממוצעים כדי להפחית את השפעות הסליל בהומוגניות ולהשליך את חצי המחזור הראשון של התמונות.

כדי למנוע שיווי משקל MR חולף והשפעות המודינמיות. לאחר מכן פתח את תוכנת Mr.Vista. לאחר מכן, בצע תיקוני תנועת נושא ותזמון פרוסות.

לאחר מכן ממוצע של הריצות המרובות שנרשמו בכל מפגש. כדי לשפר את SNR, יישר את הנתונים המבניים עבור הפעלת ה-FMRI לנפח הייחוס. טען את היישור והסגמנטציה לתוך Mr.Vista.

לאחר מכן המר את נתוני סדרות הזמן הפונקציונליות לנפח הייחוס המפולח. השלבים הבאים, השתמשו בכלים שפותחו במסגרת Mr.Vista. חשב מפת מרחק על ידי חישוב המרחק בין כל ווקסל רקמת SC לקודקוד הקרוב ביותר שלו על פני השטח SE.

מרחקים אלה משמשים למדידת מיקום למינרי בתוך נפח הייחוס. לאחר מכן, בצע תהליך פילוח למינרי כדי לאפשר ממוצע עומק של נתוני סדרות זמן כדי לשפר את ה-SNR. עבור כל נקודה על פני השטח של SC, השתמש באסוציאציות למינריות אלה כדי לממוצע את סדרות הזמן על פני טווח עומק מוגדר כדי לנתח את הייצוג הטופוגרפי של הנתונים.

בצע ניתוח קוהרנטיות על סדרות הזמן הממוצעות של העומק על ידי התאמת סינוסואיד בתדירות החזרה על הגירוי עבור כל ווקסל מהתאמה זו לגזור מפות פני שטח של תגובה, משרעת, קוהרנטיות ופאזה. שלב ההתאמה הסינוסואידית ימדוד את מיקום הגירוי. כאן אנו רואים נתוני פאזה המונחים על משטח תלת מימדי של שלב האפס SC המתאים למרידיאן האנכי העליון.

לאחר מכן הגירוי מסתובב עם כיוון השעון, כך שעוגה על פני שני פאזות מתאימה למצב שבו הגירוי הסתובב למרידיאן האופקי בשדה הראייה הימני. לאחר PI רדיאן של פאזה, הגירוי חוצה לשדה הראייה השמאלי וכן הלאה. התגובה לגירוי חזותי מיוצגת ב-SC IE, שדה הראייה השמאלי מיוצג ב-SC הימני ולהיפך.

גבולות כל השטח של ה-SC מסומנים בקווים מקווקווים אדומים. יש ארגון טופוגרפי של הפעילות. שדה הראייה העליון הימני מיוצג באופן מדיאלי על הקולוס השמאלי והשדה התחתון מיוצג לרוחב.

באופן דומה, שדה הראייה העליון השמאלי מיוצג באופן מדיאלי מימין, קוליקולוס והתחתון מיוצג לרוחב. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להיות בעל הבנה טובה כיצד לבצע FMRI ברזולוציה גבוהה במוח התיכון האנושי ובגזע המוח בפרט, אתה אמור להיות מסוגל להבין כיצד להציג גירוי חזותי. אסוף נתוני FMRI ברזולוציה גבוהה, בצע ניתוח סטנדרטי ומבוסס פני השטח, ולבסוף עבד את הנתונים על משטח תלת מימדי כדי לקבל מפות נושא טינו על פני השטח של קוליקולוס מעולה.