Name: Probing the Brain in Autismo Utilizzando fMRI e imaging del tensore di diffusione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-09-12T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 21 s
Description: Esplora le connessioni cerebrali nella cognizione sociale nell'autismo utilizzando fMRI e imaging del tensore di diffusione. Questo metodo neuroimaging identifica pattern di connettività in bambini e adulti.

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Gli autori desiderano ringraziare autunno Alexander, Jeff Killen, Charles Wells, Kathy Pearson, e Vaibhav Paneri per il loro aiuto con il progetto in diverse fasi. Questo lavoro è supportato dal Dipartimento UAB di fondi Facoltà di Psicologia di avvio, il McNulty-Civitan Scientist Award e il pilota CCTS Research Grant (5UL1RR025777) per RK.

<ol><li>Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+effective+connectivity+in+neuroimaging%3A+A+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Functional and effective connectivity in neuroimaging: A synthesis.</a> Human Brain Mapping. 2, 56-78 (1994).</li>
<li>Just, M. A., Cherkassky, V. L., Keller, T. A., Minshew, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+activation+and+synchronization+during+sentence+comprehension+in+high-functioning+autism%3A+evidence+of+underconnectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%3A+a+journal+of+neurology%22%5BJournal%5D)">Cortical activation and synchronization during sentence comprehension in high-functioning autism: evidence of underconnectivity.</a> Brain: a journal of neurology. 127, 1811-1821 (2004).</li>
<li>Kana, R. K., Keller, T. A., Cherkassky, V. A., Minshew, N. J., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sentence+comprehension+in+autism%3A+thinking+in+pictures+with+decreased+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%3A+a+journal+of+neurology%22%5BJournal%5D)">Sentence comprehension in autism: thinking in pictures with decreased functional connectivity.</a> Brain: a journal of neurology. 129, 2484-2493 (2006).</li>
<li>Koshino, H., Kana, R. K., Keller, T. A., Cherkassky, V. L., Minshew, N. J., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((fMRI+Investigation+of+Working+Memory+for+Faces+in+Autism%3A+Visual+Coding+and+Underconnectivity+with+Frontal+Areas%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex%22%5BJournal%5D)">fMRI Investigation of Working Memory for Faces in Autism: Visual Coding and Underconnectivity with Frontal Areas.</a> Cerebral Cortex. 18, 289-300 (2007).</li>
<li>Kana, R. K., Keller, T. A., Minshew, N. J., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibitory+control+in+high-functioning+autism%3A+decreased+activation+and+underconnectivity+in+inhibition+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Inhibitory control in high-functioning autism: decreased activation and underconnectivity in inhibition networks.</a> Biological Psychiatry. 62, 196-208 (2007).</li>
<li>Just, M. A., Cherkassky, V. L., Keller, T. A., Kana, R. K., Minshew, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+Anatomical+Cortical+Underconnectivity+in+Autism%3A+Evidence+from+an+fMRI+Study+of+an+Executive+Function+Task+and+Corpus+Callosum+Morphometry%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex%22%5BJournal%5D)">Functional and Anatomical Cortical Underconnectivity in Autism: Evidence from an fMRI Study of an Executive Function Task and Corpus Callosum Morphometry.</a> Cerebral Cortex. 17, 951-961 (2007).</li>
<li>Castelli, F., Frith, C., Happe, F., Frith, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autism%2C+Asperger+syndrome+and+brain+mechanisms+for+the+attribution+of+mental+states+to+animated+shapes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Autism, Asperger syndrome and brain mechanisms for the attribution of mental states to animated shapes.</a> Brain. 125, 1839-1849 (2002).</li>
<li>Gray, C. A., Garand, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+stories%3A+Improving+responses+of+students+with+autism+with+accurate+social+information%5BTitle%5D)+AND+%22Focus+on+Autistic+Behavior%22%5BJournal%5D)">Social stories: Improving responses of students with autism with accurate social information.</a> Focus on Autistic Behavior. 8, 1-10 (1993).</li>
<li>Smith, S. M., Jenkinson, M., Woolrich, M. W., Beckmann, C. F., Behrens, T. E. J., Johansen-Berg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23, 208-219 (2004).</li>
<li>Smith, S. M., Jenkinson, M., Johansen-Berg, H., Rueckert, D., Nichols, T. E., Mackay, C. E., Watkins, K. E., Ciccarelli, O., Cader, M. Z., Matthews, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tract-based+spatial+statistics%3A+Voxelwise+analysis+of+multi-subject+diffusion+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Tract-based spatial statistics: Voxelwise analysis of multi-subject diffusion data.</a> NeuroImage. 31, 1487-1505 (2006).</li>
<li>Li, Q., Sun, J., Guo, L., Zang, Y., Feng, Z., Huang, X., Yang, H., Lv, Y., Huang, M., Gong, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+fractional+anisotropy+in+white+matter+of+the+right+frontal+region+in+children+with+attention-deficit%2Fhyperactivity+disorder%3A+a+diffusion+tensor+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neuro+Endocrinol+Lett%22%5BJournal%5D)">Increased fractional anisotropy in white matter of the right frontal region in children with attention-deficit/hyperactivity disorder: a diffusion tensor imaging study.</a> Neuro Endocrinol Lett. 31, 747-753 (2010).</li>
<li>Jeong, J. W., Sundaram, S. K., Kumar, A., Chugani, D. C., Chugani, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aberrant+diffusion+and+geometric+properties+in+the+left+arcuate+fasciculus+of+developmentally+delayed+children%3A+a+diffusion+tensor+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR+Am+J+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Aberrant diffusion and geometric properties in the left arcuate fasciculus of developmentally delayed children: a diffusion tensor imaging study.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 32, 323-330 (2011).</li>
<li>Mulder, M. J., van Belle, J., van Engeland, H., Durston, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+connectivity+between+cognitive+control+regions+is+sensitive+to+familial+risk+for+ADHD%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Functional connectivity between cognitive control regions is sensitive to familial risk for ADHD.</a> Human Brain Mapping. , (2010).</li>
<li>Vourkas, M., Micheloyanni, S., Simos, P. G., Rezaie, R., Fletcher, J. M., Cirino, P. T., Papanicolaou, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+task-specific+brain+network+connectivity+in+children+with+severe+reading+difficulties%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">Dynamic task-specific brain network connectivity in children with severe reading difficulties.</a> Neurosci Lett. 488, 123-128 (2011).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

I metodi e le procedure descritte in questo documento si fondano sui principi fondamentali delle neuroscienze cognitive e di neuroimaging. Presi insieme, questi metodi fornire un quadro convincente per la valutazione del funzionamento del cervello a livello di sistemi in bambini, adulti, e nelle persone con disturbi. Gli studi fondati questi metodi sono stati particolarmente influenti nel caratterizzare il funzionamento discordanti cervello in individui con autismo. Sebbene le tecniche qui p...

probing the brain in autismo utilizzando fmri e imaging del tensore di diffusione

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Le teorie emergenti suggeriscono che il cervello non funziona come un&#39;unità coesa nell&#39;autismo, e questa discordanza si riflette nei sintomi comportamentali presentato dalle persone con autismo. Mentre i risultati di neuroimaging strutturale hanno fornito alcuni spunti anomalie cerebrali in autismo, la coerenza di questi risultati è discutibile. Neuroimaging funzionale, invece, è stata più fruttuosa in questo senso, perché l&#39;autismo è un disturbo di elaborazione dinamica e permette l&#39;esame di comunicazione tra reti corticali, che sembra essere il problema di fondo in cui si verifica nell&#39;autismo. Connettività funzionale è definita come la correlazione temporale spazialmente separati events1 neurologici. I risultati di una serie di studi fMRI recenti hanno sostenuto l&#39;idea che ci sia più debole coordinamento tra le diverse parti del cervello che dovrebbero lavorare insieme per realizzare complessi problemi sociali o la lingua 2,3,4,5,6. Uno dei misteri dell&#39;autismo è la coesistenza di deficit in diversi settori con relativamente intatte, a volte avanzata, abilità. Tale complessa manifestazione di autismo richiede un esame globale e completo della malattia a livello neurale. Un resoconto avvincente recente del funzionamento del cervello nell&#39;autismo, la teoria underconnectivity corticale, 2,7 fornisce un quadro per l&#39;integrazione delle basi neurobiologiche dell&#39;autismo. La teoria underconnectivity corticale di autismo suggerisce che ogni linguaggio, funzione sociale o psicologico che dipende l&#39;integrazione di aree cerebrali multiple è suscettibile di rottura con l&#39;aumentare della domanda di trattamento. Nell&#39;autismo, il underfunctioning dei circuiti di integrazione nel cervello può causare underconnectivity diffuso. In altre parole, le persone con autismo possono interpretare le informazioni in modo frammentario, a scapito del tutto. Dal underconnectivity tra le regioni corticali del cervello, in particolare la corteccia frontale e più aree posteriori 3,6, è stata relativamente ben definito, possiamo cominciare a capire meglio la connettività cervello come una componente critica di autismo sintomatologia. Un passo logico successivo in questa direzione è quello di esaminare le connessioni anatomiche che possono mediare le connessioni funzionali di cui sopra. Imaging del tensore di diffusione (DTI) è una tecnica di neuroimaging relativamente nuovo che aiuta a sondare la diffusione di acqua nel cervello per dedurre l&#39;integrità delle fibre di sostanza bianca. In questa tecnica, diffusione dell&#39;acqua nel cervello viene esaminato in diverse direzioni utilizzando gradienti di diffusione. Mentre la connettività funzionale fornisce informazioni sulla sincronizzazione di attivazione cerebrale in diverse aree cerebrali durante un compito o durante il riposo, DTI aiuta a comprendere l&#39;organizzazione di base assonale che possono facilitare il cross-talk tra le aree del cervello. Questo documento descrive queste tecniche come strumenti preziosi per la comprensione del cervello nell&#39;autismo e le sfide coinvolti in questa linea di ricerca.

Tecniche di neuroimaging, come la risonanza magnetica funzionale e di imaging del tensore di diffusione sono diventati sempre più utili per caratterizzare il deficit cognitivi e neurali nell&#39;autismo. Un esame della connettività cerebrale nell&#39;autismo a livello di rete con gli adattamenti per la scansione dei bambini con disabilità dello sviluppo è presentato.

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L'obiettivo generale del seguente esperimento è esaminare le connessioni tra aree cerebrali importanti per la cognizione sociale nell'autismo. Utilizzando risonanza magnetica funzionale e imaging a tensore di diffusione del cervello sia in bambini che in adulti con autismo, questo obiettivo viene raggiunto progettando esperimenti di risonanza magnetica funzionale appropriati e successivamente reclutando partecipanti autistic*i. I partecipanti devono essere adeguatamente preparati per la procedura al fine di ottenere immagini cerebrali strutturali e funzionali di qualità.Gli esperimenti funzionali vengono presentati al partecipante all'interno dello scanner MRI mentre esegue un compito predefinito. Le immagini RM acquisite producono una quantità relativamente elevata di dati per ciascun esperimento. I dati di neuroimmagine acquisiti vengono trasferiti al server informatico del laboratorio, quindi preelaborati e sottoposti ad analisi statistica mediante la creazione di modelli.Oltre all'analisi di base dell'attivazione cerebrale, vengono esaminate la connettività funzionale e anatomica nei partecipanti con autismo e nei controlli. I risultati della risonanza magnetica funzionale (fMR

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In questo articolo esaminiamo gli effetti di Theta Burst stimolazione TMS sulla plasticità corticale in soggetti affetti da sindrome dell'X fragile e gli individui nello spettro autistico.

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Descriviamo un nuovo approccio per l'analisi simultanea delle funzioni cerebrali e della struttura utilizzando la risonanza magnetica (MRI). Valutiamo la struttura del cervello ad alta risoluzione diffusion-weighted imaging e sostanza bianca trattografia fibra. A differenza di standard di risonanza magnetica strutturale, queste tecniche ci permettono di collegare direttamente la connettività anatomica di proprietà funzionali delle reti cerebrali.

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Questo manoscritto descrive algoritmi deterministici e probabilistici per la sostanza bianca (WM) ricostruzione, usato per esaminare le differenze di radiazioni ottiche (OR) la connettività tra albinismo e controlli. Anche se trattografia probabilistico segue il vero corso di fibre nervose più da vicino, trattografia deterministico è stato eseguito per confrontare l'affidabilità e la riproducibilità di entrambe le tecniche.

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L'obiettivo generale di questa procedura è quello di ottenere informazioni microstrutturali quantitative dell'ippocampo in un ratto con lieve lesione cerebrale traumatica. Questo viene fatto utilizzando un protocollo avanzato di imaging a risonanza magnetica ponderata per la diffusione e un'analisi basata sulla regione di interesse delle mappe di diffusione parametrica.

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Un metodo pratico e preciso per misurare i parametri ceppo nel tessuto miocardico è di grande valore clinico, poiché è stato dimostrato, che il ceppo è un marker più sensibile e precedenti per la disfunzione contrattile rispetto al parametro di uso frequente EF.

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