ללא תשלום נשימה fMRI שיטה לחקר האדם חוש הריח פונקציה

המטרה הכוללת של סרטון זה היא להציג ולהסביר שיטה יעילה וניתנת להתאמה של fMRI על מנת לחקור ביעילות את המיפוי של מערכת הריח האנושית ללא הפרעה של נשימה טבעית. מכשול אחד בשימוש ב-fMRI ריח כדי לחקור את הפעלת המוח המגיבה לריח וגירוי, הוא חוסר העקביות של גירוי ריח חוזר, הנגרם על ידי אסינכרוני של נשימה והעברת ריח. כפי שמודגם כאן, כאשר הצגת הריח בפרדיגמת גירוי ריח בתזמון קבוע אינה מסונכרנת עם הנשימה, גירוי הריח החוזר יכול להתרחש בשלבים שונים של הנשימה.

פתרון לבעיה זו הוא להגדיר פרדיגמת fMRI המופעלת על ידי נשימה. איסוף נתוני fMRI ריח יעיל מושג על ידי תכנון פרדיגמת גירוי ריח המופעלת על ידי נשימה הקשורה לאירוע על האולפקטומטר העמיד בפני התרגלות ודפוסי שאיפה לא עקביים. השלב השני הוא הכנת ריחות לגירוי הריח, תוך הקפדה על שימוש בריחות הממזערים את הגירוי הטריגמינלי והשפעות ההתרגלות.

השלב השלישי הוא להגדיר ולהפעיל את הניסוי בסביבת ה-MRI על ידי הרכבת האולפקטומטר עם היכולת להפעיל פרדיגמה המופעלת על ידי נשימה. השלב האחרון הוא לעבד את הנתונים באמצעות התוכנית ONSET כדי להגדיר את ההתחלה בפועל ואת וקטורי משך הזמן של הגירויים. בסופו של דבר, לטכניקה זו יש פוטנציאל להקל על חקירה וחיבורים רגישים יותר של מערכת הריח האנושית.

כאן, נדגים כיצד להגדיר ניסוי fMRI ריח המופעל על ידי נשימה באמצעות אולפקטומטר ETT. כדי ליצור פרדיגמה, הקצה את תעלות הריח לריח ספציפי. ישנם שישה ערוצי ריח זמינים במערכת אולפקטומטר זו.

הזן וערוך את הרצף והתזמון של פתיחה וסגירה של ערוצים אלה. לחצו על כפתור הגדרת הפרדיגמה במסך המגע. כדי להזין או לערוך את רצף הפתיחה והסגירה של ערוצי הריח, לחץ על כפתור העריכה עבור רצף השסתומים.

בסיום, לחץ שוב על כפתור העריכה כדי לצאת ממצב העריכה. כדי להזין או לערוך את פרמטרי התזמון עבור פתיחה וסגירה של ערוצי הריח, לחץ על כפתור הגדר עבור רצף זמן. בסיום, לחץ שוב על כפתור הגדר כדי לצאת ממצב העריכה.

לאחר סיום הגדרת הפרדיגמה, לחץ על כפתור החזרה כדי לחזור לחלון הראשי. בסרטון זה מודגמת פרדיגמת גירוי פשוטה של אותו ריח באותו ריכוז. כל מצגת ריח שזורה בהצגת אוויר צח.

בפרדיגמה זו, אותו ריח מוצג 12 פעמים. בכל פעם, הצגת הריח נמשכת שש שניות עם פרקי זמן משתנים בין מצגות הריח. הגדר את משכי הזמן של השסתום הפתוח וסגירת השסתום, בהתאם.

בהדגמה זו מכינים ריכוז אחד של שמן לבנדר. אנו משתמשים בשמן לבנדר בגלל הגירוי הטריגמינלי המינימלי שלו והפעלה של אזורים מסוימים במוח. ניתן לשנות את ריכוזי הריח בהתאם לריח שנבחר.

בחר את הריכוזים על סמך סף התפיסה האידיאלי של הריח. על ידי שינוי הריכוז, אנו מפחיתים את הסבירות להתרגלות לריח. להכנת הריכוזים מערבבים את שמן הלבנדר עם פרופילן גליקול.

פרופילן גליקול הוא ממס נפוץ לריח והוא יציב וכמעט חסר ריח. לאחר ערבוב כל התמיסות כמתואר בעיצוב הפרדיגמה, שפכו את אותה כמות של ריחות לכל בקבוק מיכל. לאחר מכן, חבר את הבקבוקים למנשא הריח בסדר הנכון.

כדי להגדיר את האולפקטומטר ב-MRI, הנח את מנשא הריח בחדר המגנט ליד המכונה. העבירו את הצינורות דרך מוביל הגל כדי להתחבר למוביל, ודאגו שסדר הצינורות יתאים לסדר החיבור לאולפקטומטר. כדי להקל עלינו, אנו מקודדים את הצינורות שלנו כך שיתאימו לתעלות הריח.

הפעל את המכונה. התאם את זרימת האוויר הראשית, לפי הצורך, כמו גם את קצבי הזרימה האישיים עבור המוביל והשטיפה. לאחר מכן, חבר את חגורת הנשימה לאולפקטומטר והעביר את החגורה דרך מוביל הגל.

החגורה תתעד את פעילות הנשימה של הנבדק, כמו גם את השימוש בהדק הנשימה. הכניסו את הנושא לחדר המגנטים והניחו את מסכת הפנים על הנושא. כאשר הנבדק שוכב, הנח את חגורת הנשימה סביב החזה או הבטן שלו היכן שיש אירוע נשימה ברור.

בדוק את דפוס הנשימה על מסך האולפקטומטר. אם הגלים מישוריים, החגורה מהודקת חזק מדי והדק הנשימה לא יפעל כראוי. כוונן את החגורה עד שניתן לראות עקבות נשימה מלאים, שכן אותות שיא נשימה ברורים הם קריטיים לביצוע מוצלח של פרדיגמה המופעלת על ידי נשימה.

צור תיקיית נתונים באולפקטומטר לאחסון נתוני הנשימה. יש לבדוק את הסנכרון של הצגת הריח עם הנשימה לדיוק על ידי שימוש בבדיקת הפרדיגמה והתאמת זמן עיכוב ההדק, לפי הצורך. לחצו על כפתור בדיקת הפרדיגמה במסך המגע ועקבו אחר העברת ריחות בשלב השאיפה של מחזור הנשימה.

תקופת אספקת הריח מודגשת בצבע ורוד על עקבות הנשימה. אם אספקת הריח מתחילה בשלב הנשיפה, כדי לחזור להגדרת הפרדיגמה, כוונן את עיכוב ההדק ברצף הזמן ולאחר מכן בצע שוב את בדיקת הפרדיגמה. הגדר את הפרדיגמה למצב Trigger In כך שביצוע פרדיגמת גירוי הריח יופעל על ידי סריקת MRI.

לאחר מכן בחר בפונקציית התחלת הדק הנשימה. הפרדיגמה מוכנה כעת להפעלה. לאחר השלמת פרדיגמת גירוי הריח, בדוק את נתוני הנשימה השמורים באולפקטומטר.

קובץ זה כולל את עקבות הנשימה וחותמת הזמן של כל תמונת MRI פונקציונלית, טריגר נשימה, פתיחה וסגירה של כל ערוץ ריח, ותגובת הנבדק, באמצעות מכשיר תגובה. ניתן לעבד אותו באמצעות התוכנית ONSET כדי לרכוש את הווקטורים ומשכי הגירוי בפועל לעיבוד נתוני fMRI. ניתן להפעיל את ONSET במחשב הווירטואלי IDL.

כדי לקבל את הווקטורים ומשכי ההופעה של גירוי הריח, לחץ על אימות נשימה. טען את קובץ נתוני הנשימה שנשמר מהאולפקטומטר והגדר את הפרמטרים שלאחר העיבוד לעיבוד ONSET. הפעל את ONSET.

וקטורי תחילת הגירוי בפועל, תחילתה של כל שאיפה במהלך העברת הריח, יזוהו אוטומטית על סמך תזמון הצגת הריח ועקבות הנשימה. ניתן להשתמש בתוצאות, כולל וקטורי ההתחלה ומשך הזמן, בעיבוד נתוני fMRI. עבד את נתוני ה-fMRI בהתאם לנהלים סטנדרטיים.

להלן דוגמה לעיבוד נתונים באמצעות SPM8. השתמש במספרי התמונה או בווקטורי ההתחלה ומשכי הזמן בשניות מהפלט המתחיל, בהתאם ליחידת התזמון שנבחרה לעיצוב פרדיגמת ה-SPM. צור מפה פרמטרית סטטיסטית ברמת הפרט על ידי התאמת פרדיגמת הגירוי באמצעות וקטורי ההתחלה ומשך הזמן בפועל לנתונים הפונקציונליים עם פונקציית התגובה ההמודינמית הקנונית.

הנה דוגמה להפעלת קליפת הריח הראשונית המגיבה לגירוי הריח. בניגוד לפרדיגמת גירוי הריח המופעלת על ידי הנשימה, למשל, פרדיגמת תזמון קבוע שאנו יכולים לראות כאן מאותו נושא, העברת הריח אינה מופעלת על ידי פעילות נשימה. מכיוון שאין שליטה על הנשימה של הנבדק, קיימת שונות משמעותית בכמות הריח הנשאף.

בעקבות הנוהל הסטנדרטי לעיבוד נתוני fMRI אלה עם אותו סף סטטיסטי כמו זה ששימש לנתוני ה-fMRI הקודמים המופעלים על ידי הנשימה, לא זוהתה הפעלה משמעותית בקליפת הריח הראשונית. עם זאת, כאשר מופעל טריגר נשימה, הצגת הריח מסונכרנת תמיד עם שאיפה, מה שמשפר את העקביות והדיוק של גירוי הריח. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב את הפרקטיקה הנוכחית של fMRI ריח באמצעות פרדיגמה המופעלת על ידי נשימה הקשורה לאירוע.

לאחר שליטה בטכניקה המודגמת בסרטון זה, ניתן ליישם שיטות עיצוב וניתוח פרדיגמת גירוי ריח נוספות כדי למפות את התפקודים של מערכת הריח המרכזית האנושית ולחקור עוד יותר את ליקויי הריח במחלות ניווניות.