Method Article

측두엽 간질의 기능적 연결성 MRI를 사용하여 기본 모드 네트워크의 네트워크 분석

DOI:

10.3791/51442

⸱

August 5th, 2014

 ,  ,  ,  , 
1Department of Neurology, Baylor College of Medicine, 2Neurology Care Line, Michael E. DeBakey VA Medical Center, 3Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior, University of California, Los Angeles, 4Department of Neurology, University of California, Los Angeles

In This Article

Summary

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측두엽 간질에서 기본 모드 네트워크 (DMN) (TLE)의 종자 기반 기능 연결 MRI (fcMRI)를 사용하여 뇌의 휴식 상태로 분석된다.

Abstract

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기능적인 연결성 MRI (fcMRI)은 시간이 지남에 BOLD 신호 변동의 상관 관계에 따라 서로 다른 뇌 영역의 연결을 검사의 fMRI 방법입니다. 측두엽 간질 (TLE)은 성인 간질의 가장 흔한 형태이며, 여러 뇌 네트워크를 포함한다. 디폴트 모드 네트워크 (DMN)을 의식, 휴식 상태인지에 관여 발작은 의식의 손상의 원인이 어디에 TLE에 영향을받는 것으로 생각된다. 간질의 DMN은 씨앗 fcMRI 기반을 사용하여 조사 하였다. DMN의 전방 및 후방 허브는이 분석의 씨앗으로 사용되었다. 결과는 기저 상태에서 전방 및 TLE의 DMN의 후방 허브 사이의 단절을 보여줍니다. 또한, 함께 왼쪽 TLE의 다른 뇌 영역에 증가 DMN 연결이 바로 TLE에 연결을 감소 현상이 발견된다. 분석은 종자 기반 fcMRI는 TLE 같은 뇌 질환에서 뇌 네트워크를 조사하는 데 사용할 수있는 방법을 보여줍니다.

Introduction

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기능적 연결성 MRI (fcMRI)는 자신의 혈액 산소화 수준 종속 (BOLD) 신호 타임 시리즈의 유사성에 기초하여 서로 다른 뇌 영역 사이의 관계를 정량화의 fMRI 데이터에 비교적 최근의 분석 방법이다 - 이것은 "기능적"연결 호출을하고, 지역 (예를 들면, 백질 섬유) 사이의 물리적 연결의 존재를 설명 해부학 ​​적 연결을 구별. 참가자가 작업에 종사하거나 소위 "정지 상태"에있을 때이 방법의 특별한 애플리케이션에서, 시계열은 수집된다.

1995 1에서 설명하지만, fcMRI은 2012 년 기술 관련 약 1,000 출판물의 결과에 엄청난 관심이있다. fcMRI는 ((1) 수행 할 특정 작업이 없는지에 작업 기반 fMRI를 통해 고유의 장점이 있습니다 2) 대상의 협력은필요가 없다, (3) 데이터 세트 여러 다른 네트워크에 질의하는 데 사용될 수 잡음비 (4) 더 나은 신호 인해 개인 대뇌 지학 차이 및 작업 성의 혼동 2의 (5) 우회하는 가능성이 존재한다. 그 개념의 증거로, fcMRI 변화는 뇌의 EEG 3의 변화와 지역 현장 잠재력 4에 해당하는 것으로 나타났다.

fcMRI 분석 기....

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Protocol

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1. 주제

  1. 36 주제의 연구 결과 인구는 3 개 그룹을 포함한다 : 바로 TLE (N = 11), (= 12 N) TLE를 떠났고, 건강한 대조군 (N = 13). 모든 주제에서 서면 동의서를 얻습니다. 이 연구는 캘리포니아 대학, 로스 앤젤레스 (UCLA) 임상 시험 심사위원회의 가이드 라인을 따른다.
  2. 간질 대상 그룹은 비디오 뇌파 모니터링, 뇌 MRI, PET 영상 및 신경 심리적 테스트에 의해 결정 전방 측두엽 절제술을위한 후보자 환자해야합니다. 환자의 fMRI 스캔하는 동안 그들의 일반적인 약물 치료를 계속해야하고 압수하는 즉시 검색 할 수 없습니다. 모든 주제는 정상적인 뇌 자기 공명 영상을 가지고 (환자 그룹에서 간질 이외의) 신경 학적 질환에서 무료로 또는 신경 학적 약물을 사용하고 있는지 확인하십시오.

2. 영상

  1. 영상에 대한 3 테슬라 MRI 시스템을 사용합니다. 에코 평면 IMAG을 사용하여 기능적인 이미지를 축 조각을 얻습니다ING (EPI) 순서와 버릇 그라데이션을 사용하여 해부학 적 이미지를이 (SPGR) 시퀀스를 회상했다.
  2. 다음 매개 변수를 사용하여 기능적인 이미징을 수행 TR = 2000 밀리 초, TE = 30 밀리 초, FOV....

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Results

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그림 1은 DMN은 후방 씨 (RSP / PCUN 빨강, 노랑 색상) 및 전방 씨 (VMPFC, 블루 그린 색)에서 연결과 계시 표시하고 다른 주제 그룹에있는 네트워크를 비교한다 (그림 1A-C) 서로 사이에, 즉 건강한 통제는 모든 TLE (그림 1D 및 1E) 환자 및 건강한 대조군 왼쪽 TLE (그림 1 층 및 1G)과 오른쪽 TLE (그림 1H와 1I)에 개별적으로 비교 비교. 왼쪽과 오른쪽 측두엽 사이의 직접 비교는 (그림 1J 및 1K)에 표시됩니다.

TLE

TLE는 오른쪽이나 왼쪽 TLE 하나를 갖는 주제를 포함한.......

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Discussion

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간질은 네트워크 질환이라고 생각하고, 개인 네트워크의 이상은 발작시와 간기 상태 (21)에 존재한다. 작업 기반의 fMRI는 TLE 8 언어 및 메모리 네트워크의 이상을 분석하기 위해 사용되었다. FcMRI은 휴식 상태에서 주로 활동 네트워크 그대로 DMN (12)를 연구하는 고유의 장점이 있습니다. DMN은 그대로 남아 있으며 자연 생각에 종사하는 깨어있는 개인의 활동이 발견 된 뇌 영역의 네트워크입니다. 이 지역은 VMPFC, RSP / PCUN, 후부 cingulate의 피질, 열등한 정수리 지역, 측면 시간 영역과 해마 12,17을 포함하는 것으로 나타났다. DMN은 의식 상태에 대한 기판이 될 것으로 생각됩니다. 그것은 의식, 기억, 이러한 부재 발작, 알츠하이머 병, 자폐증 / 정신 분열증, respecti 사회적 인식에 영향을 미치는 조건으로 변경 될 것으로보고되었다되었습니다 Vely 22-26.

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Disclosures

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엥겔 박사는 NIH 보조금 P01 NS02808, R01 NS33310, 그리고 U01 NS42372에 의해 자금 지원, 특허 WO 2009/123734A1을 가지고 있으며, 2009/123735A1는 MedLink, 터스 KLUWER, 블랙웰, 그리고 엘스 비어에서 로열티를받는 WO 및 Medtronics에서 사례금을받은 , 터스 KLUWER, 그리고 최고의 의사. 박사 스턴은 UCB와 룬드 벡의 지불 고문을 역임했다. 박사 스턴 MedLink 신경학의 편집기, 그리고 터스 KLUWER에서와 맥그로 - 힐에서 로열티를 받고있다. 나머지 저자는 선언하는 공개 또는 이해 관계의 충돌이 없습니다.

Acknowledgements

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NIH-NINDS K23 그랜트 NS044936 (JMS)이 연구를위한 자금 조달은 미국의 간질 재단, 의학 전산 및 통합 바이오 메디컬 연구 센터 (CIBR) 씨 그랜트 상 (ZH)의 베일러 대학에 의해 제공되었다; . 엘리자베스 피어스 (UCLA)와 LEFF 가족 재단 (JMS)는 데이터 수집에 의해 지원되었다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
이미지 분석 소프트웨어가 설치된
MRI 기계
Linux 워크스테이션

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Biswal, B. B., Yetkin, F. Z., Haughton, V. M., Hyde, J. S. Functional connectivity in the motor cortex of resting human brain using echo-planar MRI. Magn. Reson. Med. 34, 537-541 (1995).
  2. Fox, M. D., Greicius, M. Clinical applications of resting state fun....

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