Analisi di interazione generalizzata psicofisiologica (PPI) di memoria relative connettività in individui a rischio genetico per la malattia di Alzheimer

Summary

Questo manoscritto descrive come implementare un'analisi psicofisiologica interazione per rivelare i cambiamenti di attività-dipendente in connettività funzionale tra una regione di sementi selezionate e voxel in altre regioni del cervello. Analisi delle interazioni psicofisiologica è un metodo popolare per esaminare gli effetti di attività sulla connettività del cervello, distinto dal tradizionale monovariante effetti di attivazione.

Abstract

In neuroimaging, la formazione immagine a risonanza magnetica funzionale (fMRI) misura il segnale (grassetto) dipendente dal livello di ossigenazione di sangue nel cervello. Il grado di correlazione del grassetto segnale nello spazio indipendente regioni del cervello definisce la connettività funzionale di quelle regioni. Durante un compito conoscitivo fMRI, un'analisi di interazione psicofisiologica (PPI) può essere utilizzata per esaminare i cambiamenti nella connettività funzionale durante contesti specifici definiti dall'attività cognitiva. Un esempio di tale attività è uno che coinvolge il sistema di memoria, chiedendo ai partecipanti di conoscere coppie di parole indipendenti (codifica) e ricordare la seconda parola in una coppia quando sono presentati con la prima parola (recupero). Nello studio presente, abbiamo usato questo tipo di compito di memoria associativa e un'analisi generalizzata di PPI (gPPI) per confrontare le modifiche nella connettività hippocampal in adulti più anziani che sono portatori del morbo di Alzheimer (annuncio) fattore di rischio genetico dell'apolipoproteina E epsilon-4 ( APOEΕ4). In particolare, ci mostrano che la connettività funzionale di sottoregioni dei cambiamenti ippocampo durante la codifica e recupero, due fasi attive dell'attività memoria associativa. Cambiamenti di contesto-dipendente nella connettività funzionale dell'ippocampo erano significativamente differenti nei portatori di APOEε4 rispetto ai non portatori. PPI analisi consentono di esaminare le modifiche in connettività funzionale, distinte dagli effetti principali monovariante e confrontare questi cambiamenti in gruppi. Così, un'analisi PPI può rivelare effetti compito complesso in specifiche coorti che non catturano monovariante tradizionali metodi. Analisi PPI non possono, tuttavia, determinare direzionalità, ovvero la causalità tra regioni funzionalmente connesse. Tuttavia, analisi PPI forniscono potenti mezzi per la generazione di ipotesi specifiche per quanto riguarda le relazioni funzionali, che possono essere testate utilizzando modelli causali. Come il cervello è sempre più descritto in termini di connettività e reti, PPI è un metodo importante per analizzare i dati di attività fMRI sono in linea con l'attuale concezione del cervello umano.

Introduction

Il termine "connettoma" fu coniato nel 2005, segnando un cambiamento di paradigma nell'ambito delle neuroscienze che continua a questo giorno¹. Il cervello è sempre più descritto in termini di reti funzionali, connettività e interazioni tra e tra regioni su larga scala. Tuttavia, la delineazione di specializzazione funzionale regionali e associazioni tra attività fMRI-misurato e le attività richieste sono ancora validi e utili approcci. Alla luce del crescente interesse in connectomics, approcci di connettività funzionale all'attività fMRI analisi stanno crescendo in popolarità. Un approccio per misurare i cambiamenti di connettività funzionale....

Protocol

lo studio presente è stato svolto in conformità con i protocolli di UCLA Institutional Review Board (IRB) e approvato dal comitato di protezione UCLA umano soggetti. Tutti i partecipanti hanno dato il consenso informato scritto al fine di iscriversi in questo studio.

1. selezione del partecipante

1. approvazione IRB ottenere per eseguire lo studio.
Gli individui di schermo
2. di età compresa tra 55 e più vecchio per il declino conoscitivo utilizzando una batteria neuropsicologica standardizzata. Includere i test di intelligenza generale (Subtests di WAIS-III) ¹³, fluidità (frutta e verdura)

Results

Con due fasi diverse attività attiva (codifica e recupero) e seme di due regioni (ippocampo anteriore e posteriore) ci sono quattro condizioni per segnalare i risultati per ogni gruppo. Le mappe di attivazione di attività all'interno del gruppo (non mostrato qui, Vedi Harrison et al., 2016¹²) mostrano che il lobo occipitale, corteccia uditiva, grandi regioni del lobo parietale, aree linguistiche frontali, giro temporale superiore e caudato (più pronunciato.......

Discussion

Gli studi fMRI basato su attività iniziali sono stati progettati per scoprire relazioni statistiche tra processi cognitivi particolari o richieste e i cambiamenti in grassetto del segnale rispetto a una misurazione di base. Questo approccio tradizionale è utile per l'identificazione di regioni specifiche del cervello dove l'attività è modulata da un'attività sperimentale. Al contrario, un'analisi PPI è riguardata principalmente con la modulazione della connettività funzionale o sincronia di attività, che deriva da un pro.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Scanner per risonanza manetica 3T	Siemens Medical Solutions	MAGNETOM Trio, A Tim System	3T MRI Scanner
FSL (FMRIB Software Library)	Oxford University	Versione 6.0	Software di elaborazione dell'imaging funzionale
AFNI (Analysis of Functional Neuroimaging)	National Institute of Mental Health, National Institutes of Health	Qualsiasi versione successiva a maggio 2015	Software di elaborazione delle immagini funzionali
SPM8 (Statistical Parametric Mapping)	University College of London	elaborazione delle immagini funzionali	SPM8
Software Matlab	The Mathworks, Inc	Versione R2012a	Software di calcolo
Software SDS	Applied Biosystems, Inc	7900HT Sistema di PCR in tempo reale veloce	PCR in tempo reale
Saggi Taqman	ThermoFisher	Scientifico specifico per la	genotipizzazione degli SNP SNP