管理のリアルタイム fMRI ニューロフィード バック トレーニングのプロトコル

この手順の全体的な目標は、人間の脳内の神経可塑性メカニズムに対する局所的な制御を可能にすることです。リアルタイムの機能的磁気共鳴画像法からのニューロフィードバックを使用します。ニューロフィードバックトレーニングは、医薬品や侵襲的な外科的介入を使用せずに、標的の脳領域のシナプス電位を変化させることにより、脳の神経障害と戦う可能性を秘めています。

この手法の主な利点は、被験者が局所的な脳活動を体系的に内因的に変化させることを学ぶことができることです。局所的な脳活動を変化させることから使用される戦略は、スマートフォン、タブレットなどのユビキタスプラットフォームに変換して、自宅での簡単なソリューションを可能にすることができます。脳の接続性における異常なシナプス電位は、自閉症、外傷性脳損傷、パーキンソン病、前庭障害など、多くの神経障害に関連しています。

フィードバックは、ニューロンの活動に関連する化学力学的変化に基づいているため、時間分解能が低く、一部の被験者のトレーニングがより困難になります。脳領域の活動亢進は耳鳴りの患者によく見られるため、このアプローチは、関心のある領域の活動をダウンレギュレートするように被験者に教えることを目的としています。まず、磁気共鳴イメージング装置またはMRI装置からのTRトリガー出力を刺激PCに接続します。次に、MR対応ディスプレイをヘッドコイルに貼り付けられたミラーを介して参加者が見えるように配置します。

次に、参加者にスキャナーテーブルの上に仰向けの位置で横になってもらいます。ヘッドホンを参加者の頭に置き、耳が覆われていることを確認します。次に、ヘッドコイルの内側に頭を置いておくように依頼します。

ヘッドコイルの上部を所定の位置にロックし、ミラーをヘッドコイルに取り付けます。応答デバイスを参加者の手に置きます。次に、スキャナーに対する参加者の鼻咬合の位置をランドマークし、ランドマークをMRIボアの中心の位置に移動します。

最後に、参加者がミラーを使用してディスプレイ全体を表示できることを確認します。まず、MRI室の参加者にタスクの指示を提供します。次に、MRIスキャナーのスキャンボタンを押して、可聴刺激とデータ取得の同期管理を開始します。

グラディエントリコールエコーMRIパルスシーケンスを使用して、全脳エコー平面画像を収集します。次に、多変量統計を使用して活性化マップを計算し、平均fMRI画像に重ね合わせた活性化マップを使用して、後続のニューロフィードバックのフィードバック信号が導出される領域を決定します。次に、スライススライダーバーを使用してスライスをナビゲートし、側脳室の前頭角の下面など、fMRIデータに見える解剖学的マーカーを見つけます。

閾値スライダーバーを使用して活性化マップを閾値し、ターゲット領域の機能的ローカライザー中に最も堅牢に活性化されたボックス細胞を明らかにします。最後に、マウスの左ボタンを使用して、選択したしきい値を超え、ROIに追加するターゲット領域内で活性化された個々のボクセルを選択します。まず、参加者にマインドフルネスのタスクを実行して、脳の活動を望ましい状態に向かわせるように指示することから始めます。

耳鳴りの例では、聴覚活動を減らすために、聴覚系からいずれかの感覚系に注意をそらすように参加者に指示します。フィードバックを提示する前にデータを正規化するには、スキャンの開始時に提示されるカウントダウン中にリラックスするように参加者に指示します。次に、MRIスキャナーのスキャンボタンを押して、同期した刺激提示とデータ取得を開始し、機能的ローカライザースキャンと同じ方法でエコー平面画像を収集します。

次に、カウントダウンタイマーと空白のフィードバック表示を視覚的に表示します。次に、バーの高さが選択したボックス セルから測定された信号に比例する温度計スタイルのバー プロットを通じて、現在のフィードバック信号を表示します。次に、フィードバックディスプレイで参加者にリラックスしたり、温度計バーを上げたり下げたりするように求める指示を重ね合わせます。

最後に、ニューロフィードバックセッションが完了したら、患者をスキャナーからエスコートします。これらの結果は、左のDLPFCの制御が、14日以内に実施された5つの別々のセッションで分離された5回の6分24秒のニューロフィードバックの実行で有意に増加したことを示しました。さらに、fMRI NFTとMBATの実践を組み合わせることで、脳活動の焦点変化が標的領域に限定され、ワーキングメモリネットワークの上位または下流のコンポーネントに影響を与えません。

一度習得すれば、このテクニックを使用した1回のトレーニングセッションは、わずか20分で完了することができます。この手順を試みる際には、ニューロフィードバックの対象となる脳領域を慎重に選択することが重要です。拡散テンソルイメージング、磁気共鳴分光法、動脈スピン標識、行動試験などの他の方法をこの手順の前後に実行して、神経可塑性の変化に関する追加の洞察を得ることができます。

このビデオを見れば、リアルタイムの機能的磁気共鳴画像法によるニューロフィードバックトレーニングの方法について十分に理解できるはずです。MRIに関連する磁場は、深刻な安全性の問題を引き起こす可能性があることを忘れないでください。したがって、常に適切なスクリーニングを実施する必要があります。