統合失調症のための家族ハイリスク児の感情オドボール課題を用いて前頭辺縁系の活性の測定

この手順の全体的な目標は、感情的な奇妙なタスクの実行中に子供と青年にMRイメージングを実行することです。これは、最初に子供に適した感情的な奇妙な課題を設計することによって達成されます。2 番目のステップは、参加者が模擬スキャナー環境でタスクを実行する練習できるようにすることです。

次に、参加者はMRIスキャナーで同じタスクを実行します。最後のステップは、行動データと画像データの分析です。最終的には、感情的な奇妙なタスク中の機能的なイメージングです。

統合失調症では、第一度近親者を使用して、リスクのある子供や青年の前頭線条体回路の活性化と標的刺激に対する反応の低下を示します。この技術の主な利点は、認知機能に従事している子供や青年の脳を非侵襲的にイメージングできることです。この方法は統合失調症への洞察を提供することができますが、双極性障害や自閉症などの他の発達性精神疾患や、心的外傷後ストレス障害などの他の脳障害にも適用できます。

一般に、この方法を初めて実行する人は、実験計画の作成、画像の取得、分析および画像処理パイプラインのプログラミング、および正しい実験計画のプロジェクトへの適用に多くの手順があるため、苦労します。参加している子供や神経精神疾患のある個人も、手順では、行動タスクを完了する間、通常のMRIセッション中にじっとしている必要があるため、困難を経験します。また、実験者と参加者との間の明確なコミュニケーションと情報発信が、そのためには相当な訓練が必要です。

まず、Siegelソフトウェアを使用して、スクランブル画像など、より頻繁な標準刺激のシーケンス内の円など、頻度の低いターゲット刺激を示すイベントベースの行動タスクを生成します。International Effective Picture Systemデータベースから嫌悪刺激のセットと中立刺激のセットを選択します。これらの画像は1から9のスケールで評価され、数値が高いほど価数と覚醒の正のレベルが高いことを示します。

ヘビ、クモ、その他の動物の写真など、研究グループに適した年齢に適した画像のセットを選択します。画像が1、500ミリ秒の平均に存在するターゲット刺激とタスク無関係な中立的な画像を15秒ごとにより頻繁に提示し、刺激のそれぞれを約4%にする1、500ミリ秒の疑似ランダム化された順序で提示されるようにタスクスクリプトをプログラムします。血行動態応答関数の分解能を向上させるために、イベントの開始時間をジッターするようにし、8 つの機能実行ごとに 1 つずつ、合計 8 セットの画像を作成します。

家族性精神病のリスクが高い9歳から18歳までの参加者と、健康なコントロールを募集します。参加者または法定後見人からインフォームド コンセントを取得し、研究に参加している未成年者から上昇します。まず、参加者を模擬MRIスキャナーに配置して、MRI環境に慣れさせます。

次に、タスクの指示を理解していることを確認し、スキャナーノイズのオーディオ録音を再生しながら、動作タスクの練習を実行します。参加者に、実際のスキャン中に使用されるのと同じMRI安全入力ボックスを使用し、すべてのターゲット刺激に反応して人差し指で1つのボタンを押すように指示し、他のすべての刺激に対して中指で別のボタンを押すように指示します。被験者が模擬スキャナーで快適になったら、3.0テスラMRIスキャナーに入れます。

まず、3Dコプランナーの解剖学的Tの1つの重み付け画像を含む一連の構造画像を、損なわれた勾配リコール取得パルスシーケンスを使用して取得します。次に、脳全体をカバーしたグラディエントエコーエコープランナーイメージングシーケンスを使用して、機能的なイメージングデータを取得します。行動課題中の脳活動を測定するには、行動課題の各実行にこのイメージングシーケンスを使用し、各タスクが約4分間続き、120のイメージング時点で構成される8つの機能実行でタスクを提示します。

画像を前処理して分析を開始し、FSLソフトウェア内でFMRIエキスパート分析ツールを開き、第1レベルの分析と事前統計を選択します。次に、[データ]タブで、入力画像の数と各MR画像へのパスを選択します。また、出力ディレクトリも設定します。

合計ボリューム、破棄された取得の数、および TR を入力します。次に、事前統計タブで、モーション補正をMFL空間スムージングフル(半値5ミリメートル)に設定し、スライスタイミング補正を選択します。B ゼロ UN ワーピングと強度正規化は選択せず、BET ブレイン抽出とハイパス時間フィルタリングを選択します。次に、メイン構造画像の登録タブで、被写体の頭蓋骨を剥ぎ取られたTスキャンへのパスを入力します。

少なくとも 6 つの自由度を持つ線形法線探索を使用します。次に、標準スペースを選択し、MNI Atlas イメージへのパスを入力します。12 自由度の法線線形探索を使用し、頭の動きが 3 ミリメートルを超える参加者を除外します。

ここで、1 回の実行内のタスク条件間でデータを比較するには、第 1 レベルの分析、統計、および統計の投稿を選択します。[データ]タブで、入力の数を設定し、各MR画像と出力ディレクトリへのパスを入力します。合計ボリューム、破棄された取得の数、およびTRを入力します。次に、[統計]タブで、[フィルムの使用]、[プレホワイトニング]、[フルモデル設定]を選択します。

タスク条件の数にオリジナルEVの台数を設定します。各条件について、基本形状メニューからカスタム3列形式を選択し、畳み込みメニューからダブルガンマHRFを選択し、タスクタイミング形式を含むテキストファイルを選択します。このテキストファイルは、イベントごとに1つのエントリを持つ3つの列で構成されています。

最初の列には、開始時刻が含まれている必要があります。2 番目には期間が含まれ、3 番目にはイベントの重みが含まれている必要があります。次に、[コントラスト]タブと[Fテスト]タブで、テスト条件ごとに1つのコントラストを作成し、統計後の比較でしきい値メニューから[クラスター]を選択し、[Zしきい値]と[クラスターPしきい値]をそれぞれ2.3と0.05に設定します。

次に、登録タブで、メイン構造画像を選択し、対象の頭蓋骨へのパスを入力します。Tを1枚剥ぎ取りました。少なくとも 6 自由度の線形法線探索を使用し、標準空間を選択します。

MNI Atlas画像へのパスを入力し、12自由度の法線線形探索を使用します。次に、第 2 レベルの分析では、実行間でデータを比較します。タスク条件ごとに、上位の分析と統計、および投稿統計を選択します。

次に、[データ]タブで、[入力は下位レベルのフィートディレクトリ]を選択します。入力数を設定し、各MR画像へのパスを入力します。また、出力ディレクトリのパスと、破棄された取得の合計ボリューム数を入力し、統計タブ TR.In、混合エフェクトの炎1を固定効果に変更します。

モデル設定ウィザードを使用して、単一グループの平均とプロセスを選択します。次に、[広告投稿]タブで、しきい値メニューで[クラスター]を選択し、[Zしきい値]と[クラスターPしきい値]をそれぞれ2.3と0.05に設定します。次に、すべての実行で各タスク条件の被験者間のデータを比較するには、高レベルの分析と統計、および事後統計を選択します。

[データ]タブで、[フィート]ディレクトリからの3D COPEイメージの入力を選択します。入力の数を設定し、各画像へのパスを入力します。出力ディレクトリ、合計ボリューム、破棄された集録の数、および TR を入力します。次に、[統計] タブで [フル モデルのセットアップ] を選択します。

EV の数をグループ変数と共変量の数と等しく設定します。各 ev の各サブジェクトの値を入力します。最後に、対照的に、F テストを送信します。

各テスト変数と各対比に対比を追加します。各検定変数について、適切な ev の下の列で 1 つを選択してコントラストを設定します。コントラストごとに、最初の値を 1 に、2 番目の値を負の値に設定します。

次に、統計投稿で、しきい値のドロップダウンメニューでクラスターを選択し、Zしきい値とクラスターPしきい値をそれぞれ2.3と0.05に設定します。ここでは、グループ間の違いを示すアクティベーションマップを確認できます。ここでは、家族性高リスク群は、標的処理中に対照群よりも大きな活性化を示しました。

これらの領域では、標的処理中に、コントロールは家族性の高リスクグループよりも大きな活性化を示しました。ここでは、家族性高リスク群は嫌悪期に対照群よりも活性化され、中立コントラストよりも大きく活性化され、ここでは、嫌悪期に家族性高リスク群よりも活性化された対照群は、中立コントラストよりも大きく、これらの活性化マップは年齢に関連したグループ差を示しました。ここで見られる領域は、標的処理中の対照群よりも家族性高リスク群の年齢と正の相関が強い

ここでは、嫌悪期の家族性高リスクグループよりも、対照群の方が年齢と正の相関が強い領域が見られます。ニュートラルコントラストより大きい。スキャナー環境で個人と作業することは非常に危険である可能性があることを忘れないでくださいこの手順を実行する際には、MRI、安全スクリーニング、適切な安全と快適性の予防措置とトレーニングなどの予防措置を常に講じる必要があります。

この技術は、統合失調症、自閉症、心的外傷後ストレス障害などの脳障害における異常な神経プロセスを視覚化する新しい方法も生み出しました。この手順を試行する際には、参加者を落ち着かせて集中させるために、参加者とコミュニケーションをとることを忘れないでください。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば2時間で完了できます。

この手順に続いて、同様のコホートの神経同期に関する追加の質問に答えるために、EEGなどの他の方法を実行できます。