Name: Analisi di interazione generalizzata psicofisiologica (PPI) di memoria relative connettività in individui a rischio genetico per la malattia di Alzheimer (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
Description: Scopri l'analisi PPI per studiare la connettività funzionale ippocampale durante compiti di memoria in soggetti a rischio genetico per Alzheimer. Questo metodo neuroscientifico rivela modifiche dipendenti dal contesto.

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Questo lavoro è stato supportato dal National Institute of Aging (concessione numero R01AG013308 di SYB, F31AG047041 a TMH). Gli autori hanno usato computazionale e servizi di archiviazione associato al Cluster di ha condiviso la foto di Hoffman2 fornito dall'istituto UCLA per gruppo di tecnologia di ricerca Digital Research e di formazione.

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</ol>

DGM è che un dipendente di Biospective, Biospective, Inc non ha elaborato i dati presentati.

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...

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 dipende dal compito esige fa uso del concetto di PPI. Un PPI è l'interazione di un compito attivo fase o richiesta particolare attività ("psycho") con la connettività funzionale ("physio") di una regione di interesse o "seme" nel cervello. PPI si differenzia dall'analisi bivariata, basata sulla correlazione della connettività funzionale, che generalmente misura il grado di correlazione tra l'attività in due regioni senza costrizioni legate alle attività richieste.
Il concetto e il quadro di un'analisi PPI è stato originariamente descritto da Friston e colleghi nel 19972. Gli autori hanno affermato che il loro approccio era importante perché consentirebbe l'inchiesta di connettività per essere più funzionale specifico e consente di inferenze che attività in un seme distale potrebbe essere modulando l'attività risultante da una richiesta di attività. Nel 2012, McLaren e colleghi aggiunti a questo quadro originale e descritto un approccio gPPI in cui tutte le fasi di attività e loro interazioni sono inclusi in un unico modello3. Questo approccio porta a risultati che sono più sensibili e specifici per la fase di attività e interazione indagato. È questo l'approccio gPPI aggiornato che impieghiamo nel presente studio (Vedi punto 6.2.2 nel protocollo). L'approccio di gPPI ora è stata citata in oltre 200 studi. Per maggiore chiarezza, qui di seguito usiamo 'PPI' per descrivere caratteristiche comuni sia nella versione standard e generalizzata. verrà utilizzato 'gPPI' per discutere i progressi specifici associati con il framework più recente.
L'obiettivo generale di un'analisi PPI è capire come le esigenze di un'attività cognitiva influenzano o modulano la connettività funzionale di una regione di seme. Un'analisi PPI richiede un'ipotesi forte a priori . Attività nella regione del seme deve essere modulata dall'attività in ordine per l'approccio PPI lavorare efficacemente4. Ad esempio, nello studio presente, abbiamo basato la nostra selezione di sementi sull'evidenza forte che attività hippocampal è modulata dalle esigenze conoscitive di un compito di memoria. Utilizzo di PPI, regioni che sono significativamente più o meno funzionalmente collegate all'ippocampo durante le fasi di attività specifica possono essere identificate. In breve, ci poniamo la domanda, "in quali regioni è attività più correlata con il seme durante il contesto A rispetto al basale?" Possiamo anche chiedere l'opposto logico (come è importante capire la differenza): "in quali regioni è attività meno correlato con il seme durante il contesto A rispetto al basale?" Quando si interpretano le differenze del gruppo in effetti PPI, è importante esaminare i dati e se il cambiamento positivo o negativo di connettività funzionale, o entrambi, sta guidando le differenze del gruppo.
L'approccio PPI è stato utilizzato per studiare gli hub di controllo attività dinamiche nei comandi sani, come la modulazione della connettività funzionale è legato alla prestazione conoscitiva nel morbo di Alzheimer (AD), intelligenza in individui con autismo, connettività di rete motore in individui con malattia di Parkinson, faccia l'elaborazione in individui con disordine dismorfico del corpo e anoressia, regolazione delle emozioni, memoria e molte altre domande specifiche relazionate a connettività5,6,7 ,8,9,10,11. Nello studio presente, mettiamo a confronto le modifiche in connettività funzionale di sottoregioni dell'ippocampo durante la codifica di memoria e il recupero tra un gruppo di individui a rischio genetico per l'annuncio a un gruppo senza il fattore di rischio12. Di seguito viene descritto il protocollo che abbiamo usato, l'applicazione dell'approccio di gPPI, per permetterci di verificare se le modifiche di attività-suscitata in connettività funzionale differiscono in associazione con la presenza di APOEε4, un fattore di rischio genetico per l'annuncio.

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

analisi di interazione generalizzata psicofisiologica (ppi) di memoria relative connettività in individui a rischio genetico per la malattia di alzheimer

Generalized Psychophysiological Interaction (PPI) Analysis of Memory Related Connectivity in Individuals at Genetic Risk for Alzheimer's Disease

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.

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...

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.

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

In neuroimaging, functional magnetic resonance imaging (fMRI) measures the blood-oxygenation-level dependent (BOLD) signal in the brain. The degree of ...

L'obiettivo generale di questa analisi è identificare i cambiamenti dipendenti dal contesto legati alla memoria nella connettività funzionale tra le regioni dell'ippocampo e il resto del cervello. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo delle neuroscienze cognitive, come ad esempio come cambia la connettività funzionale in risposta a specifiche richieste cognitive all'interno di un compito sperimentale. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente ai ricercatori di testare ipotesi specifiche riguardanti la connettività funzionale delle regioni chiave del cervello durante un compito cognitivo.Per questo esperimento, includere individui di età pari o superiore a 55 anni con declino cognitivo che sono stati genotipizzati per l'allele di rischio di Alzheimer apolipoproteina E epsilon quattro prima dell'esperimento, sottoporre a screening i soggetti per la sicurezza della risonanza magnetica e ottenere il consenso informato. Utilizza un sistema di risonanza magnetica da tre Tesla per acquisire tutti i dati di imaging cerebrale. Per l'imaging funzionale, raccogliere sezioni assiali utilizzando una sequenza di imaging ecoplanare durante l'esecuzione d

generalized-psychophysiological-interaction-ppi-analysis-memory

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La metodologia per la raccolta ad alta densità evento dati relativi potenziali mentre i pazienti con malattia di Alzheimer svolgere un compito di memoria di riconoscimento è recensione. Questo protocollo prevede la preparazione soggetto, garanzia di qualità, acquisizione dati e analisi dei dati.

Esaminando le caratteristiche della memoria episodica con potenziali evento-correlati nei pazienti con malattia di Alzheimer

Questo protocollo descrive le tecniche complementari di neuroimaging della connettività strutturale dello stato di riposo, della disattivazione indotta dal compito e delle analisi della connettività strutturale per esaminare la rete predefinita nel disturbo da stress post-traumatico. L'uso di metodi sinergici potrebbe potenzialmente portare a un miglioramento della diagnostica e delle valutazioni della gravità, dell'esito e di altri fattori clinici rilevanti.

Lo sviluppo di Neuroimaging fenotipi della modalità di rete predefinita in PTSD: Integrazione stato di riposo, Working Memory, e connettività strutturale

Questo articolo descrive il 4 Mountains Test (4MT), un test dipendente dall'ippocampo per lavorare sulla memoria spaziale allocentrica. L'ippocampo è colpito precocemente nella malattia di Alzheimer (AD) e questo articolo delinea la metodologia 4MT e i risultati dei test sui pazienti, che dimostrano il valore della 4MT nella diagnosi di AD pre-demenza.

Il Test 4 montagne: un breve test di memoria spaziale con l&#39;alta sensibilità per la diagnosi di pre-demenza malattia di Alzheimer

In base allo stato di riposo risonanza magnetica funzionale in con analisi di causalità di Granger, abbiamo studiato le alterazioni nella connettività funzionale diretta tra la corteccia del cingulate posteriore e l'intero cervello in pazienti con malattia di Alzheimer (AD), pazienti con danno conoscitivo delicato (MCI) e controlli sani.

Applicazione dell'analisi di causalità di Granger del diretto collegamento funzionale nella malattia di Alzheimer e Mild Cognitive Impairment

Questo articolo descrive un protocollo di valutazione cognitiva per i modelli genetici dell'Alzheimer utilizzando il sistema di IntelliCage, che è un sistema di monitoraggio del comportamento di elevato throughput automatizzato con condizionamento operante.

Automatizzato, a lungo termine l'analisi comportamentale per funzioni Cognitive in più modelli di genetici del morbo di Alzheimer, utilizzando IntelliCage

Questo protocollo offre una digitalizzazione di porzioni di compiti clinici tradizionali comunemente utilizzati per misurare la cognizione e il controllo motorio nella malattia di Parkinson. I compiti clinici sono digitalizzati mentre i ritmi biofisici sono co-registrati da diversi livelli funzionali del sistema nervoso, che vanno da volontari, spontanei, automatici a autonomici.

Biomarcatori digitali dinamici della funzione motoria e cognitiva nella malattia di Parkinson

Presentiamo un protocollo per identificare le implicazioni funzionali delle varianti non codificanti identificate dagli studi di associazione a livello di genoma (GWAS) utilizzando interazioni tridimensionali della cromatina.

Mappare le varianti della malattia di Alzheimer ai loro geni bersaglio utilizzando l'analisi computazionale della configurazione della cromatina

Qui, presentiamo un protocollo per consentire la cattura e l'identificazione di interazioni proteina-proteina specifiche della malattia da cellule e tessuti nativi utilizzando sonde chimiche e spettrometria di massa. I set di dati di interazione risultanti vengono analizzati attraverso una piattaforma web dedicata per rivelare disfunzioni dinamiche della rete e alterazioni del percorso legate alla malattia.

Mappatura delle interazioni disfunzionali proteina-proteina nella malattia

Una caratteristica della malattia di Alzheimer è l'elevazione di...

Preparazione di oligomeriche β-amiloide 1-42 E induzione di Impairment plasticità sinaptica in fettine di ippocampo

Una delle caratteristiche patologiche di Alzheimer è la formazione di placche di amiloide β neuritiche proteina positivo. In questo protocollo si descrivono due metodi per rilevare placche neuritiche in topi transgenici modello AD: rilevazione immunoistochimica utilizzando il metodo ABC e DAB e la rilevazione con metodo di colorazione fluorescente thioflavin S.

Rilevazione di placche neuritiche nel modello di malattia di Alzheimer mouse

Scopri l'analisi PPI per studiare la connettività funzionale ippocampale durante compiti di memoria in soggetti a rischio genetico per Alzheimer. Questo metodo neuroscientifico rivela modifiche dipendenti dal contesto.

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

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

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