메모리의 일반화 된 정신 상호 작용 (PPI) 분석 관련 Alzheimer의 질병을 위한 유전 모험에 개인에 연결

요약

이 원고에서는 선택한 근원 지역 및 두뇌의 다른 지역에서 복 간의 기능 연결에 작업 종속 변경 공개 정신 상호 작용 분석을 구현 하는 방법을 설명 합니다. 정신 상호 작용 분석 두뇌 연결, 다른 전통적인 일변량 활성화 효과에 작업 효과 시험 하는 인기 있는 방법입니다.

초록

Neuroimaging, 기능적 자기 공명 영상 (fMRI) 두뇌에 혈액 산소 수준 의존 (BOLD) 신호를 측정합니다. BOLD의 상관 관계의 정도 신호에 공간 두뇌의 독립적인 지역 그 영역의 기능 연결을 정의 합니다. 인지 fMRI 작업 동안 정신 상호 작용 (PPI) 분석 인지 작업에 의해 정의 된 특정 컨텍스트 중 기능 연결에서 변화를 검사 사용할 수 있습니다. 이러한 작업의 예로 질문 참가자를 배우고 쌍 (인코딩) 관련 없는 단어의 첫 단어 (검색)와 제시 한 쌍에서 두 번째 단어를 기억 하는 메모리 시스템에 종사 하는 것 이다. 현재 연구에서 우리는 Alzheimer의 질병 (광고) 유전 위험 요소 apolipoprotein E 엡실론-4 (보균자 누가 노인 hippocampal 연결에 변경 내용을 비교 하 연관 메모리 작업 및 일반화 된 PPI (gPPI) 분석의이 종류를 사용 APOEΕ4)입니다. 특히, 우리 표시 해 마 변화의 오는 아구의 기능 연결 인코딩 및 검색, 연관 메모리 작업의 두 가지 활성 단계 동안. 해 마의 기능 연결에 맞는 변화 비 사업자에 비해 APOEε4의 수송에 크게 달랐다. PPI 분석 일변량 주요 효과, 다른 기능 연결에 변화를 확인 하 고 그룹에서 이러한 변화를 비교를 가능 하 게. 따라서, PPI 분석 전통적인 변량 방법 캡처하지 않습니다 특정 동료에 복잡 한 작업 효과 공개 수 있습니다. 그러나 PPI 분석 수 없습니다,, 방향 또는 기능적으로 연결 된 지역 간의 인과 관계 결정 됩니다. 그럼에도 불구 하 고, PPI 분석 인과 모델을 사용 하 여 시험 될 수 있는 기능적 관계에 관한 특정 가설을 생성 하기 위한 강력한 수단을 제공 합니다. 설명한 두뇌는 점점 연결 및 네트워크, PPI는 인간 두뇌의 현재 개념은 fMRI 작업 데이터를 분석 하기 위한 중요 한 방법입니다.

서론

용어 "텀" 2005 표시¹이 하루에 계속 신경 과학에 패러다임의 변화에 주장 했다. 두뇌는 점점 기능 네트워크, 연결 및 상호 작용 사이 큰 규모로 지역 간의 설명. 그럼에도 불구 하 고, 지역 기능 전문화와 fMRI 측정 활동 및 작업 요구 사이 연결의 묘사는 여전히 유효 하 고 유용한 접근. Connectomics에 성장 관심사에 비추어 작업 fMRI 분석 기능 연결 접근 인기에서 성장 하고있다. 기능 연결 변경 작업에 따라 측정 하는 한 가지 방법은 PPI의 개념의 사용을 요구 한다. PPI 관심 또는 "씨앗" 뇌에서 영역의 기능 연결 ("physio")는 활성 작업 단계 또는 특정 작업 수요 ("사이코")의 상호 작용 이다. PPI 이항, 상관 관계를 기반으로 분석 작업 요구에 관련 된 어떤 제약 없이 두 지역에서 활동 사이의 상관 관계의 정도 측정 하는 일반적으로 기능적인 연결에서 다릅니다.

개념 및 PPI 분석 프레임 워크 원래 Friston과 동료 1997²에 의해 설명 되었다. 저자는 그것을 더 기능적으로 특정 원심 씨에 활동 작업 수요에서 발생 하는 작업 변조 수 있는 추론에 대 한 허용 연결의 조사 허용 하기 때문에 그들의 접근 중요 했다....

프로토콜

현재 연구 UCLA 기관 검토 위원회 (IRB) 프로토콜에 따라 수행 되었고 UCLA 인간의 과목 보호 위원회에 의해 승인. 모든 참가자 들이이 연구에 등록 하기 위해서는 서 면된 동의 준.

1. 참가자 선택

1. 연구 수행을 얻을 IRB 승인.
2. 화면 개인 세 55와 표준화 된 신경 심리적 배터리를 사용 하 여 인지에 관한 약화에 대 한 더 오래 된. 일반 정보 (WAIS-III의 하위) ¹³, 유창 (과일과 채소) ¹⁴, 주의 (숫자 앞으로 및 뒤로) ¹³, 언어 (보스턴 명명 테스트의 테스트 포함 ) ¹⁵, 구두 메모리 (Buschke Fuld 선택적 상기 작업) ¹⁶, WMS III 논리 메모리와 구두 짝 연결 학습 ¹³, 그리고 비주얼 메모리 (레이-Osterrieth 그림 테스트) ¹⁷.
   1. 해밀턴 불경기와 불안 재고 ^{18 ,}

결과

두 개의 다른 활성 작업 단계 (인코딩 및 검색)와 두 개의 씨앗 지역 (앞쪽에 및 사후 마) 각 그룹에 대 한 결과를 보고 4 개의 조건이 있다. 그룹 내에서 작업 활성화 지도 (여기에 표시 되지, 해리슨 외., 2016¹²참조) 그 후 두 엽, 청각 피 질, 두 정 엽, 전 두 엽 언어 영역, 우수한 시간적 이랑의 큰 지구를 보여 고 꼬리가 (더 발음 검색) 동안 중요 한 BOLD 신호 인코딩 및 실험적인 그룹 모두에 검색 하는 동안 증가 있다. 그룹 내에서 PPI 분석 APOEε4 항공사 또는 비 사업자에 대 한 이전 또는 후부 hippocampal 씨 기능 연결에 아무 상당한 증가 밝혔다. 그룹 내에서 PPI 분석 작업 조건과 hippocampal 오는 아구 (그림 2)에 대 한 APOEε4 캐리어 기능 연결에 상당한 감소를 밝혔다. 캐리어, APOEε.......

토론

초기 작업 기반 fMRI 연구 특정 인지 프로세스 사이의 통계 관계를 폭로 하도록 설계 되었습니다 또는 기준선 측정 기준 신호 요구와 BOLD에 변화. 이 전통적인 접근 활동 한 실험 작업에 의해 변조는 뇌의 특정 영역을 식별 하는 데 유용 합니다. 반면, PPI 분석은 주로 기능적 연결의 변조 또는 작업 유도 인지 과정에서 발생 하는 활동의 synchrony 우려 됩니다. PPI 관심 (씨앗)의 정의 된 영역 및 두뇌, 뿐 아니라 활동 증가와 감소 된 지역에서 다른 지역 간의 컨텍스트 종속 기능 연결을 측정합니다. 씨앗 지역 선택 해야 가설-구동 PPI 분석 때 씨앗 지역에서 활동은 변조, 일변량 프레임 워크에 의해 작업 유도 인지 컨텍스트 최적으로 수행 됩니다. 다음, 어떻게 씨앗 지역 활동 더 많거나 적은 메모리 인코딩 또는 검색 같은 특정 작업 컨텍스트에 대 한 응답 다른 지역와 동기화 된다 탐험 PPI 프레임 워크를 사용할 수 있습니다. 따라서, 그룹 간의 차이 씨와 특정 작업 단계에 의해 조절 되는 다른 지역 간의 기.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
3T manetic resonance imaging scanner	Siemens Medical Solutions	MAGNETOM Trio, A Tim System	3T MRI 스캐너
FSL (FMRIB 소프트웨어 라이브러리)	Oxford University	버전 6.0	기능적 이미징 처리 소프트웨어
AFNI (Analysis of Functional Neuroimaging)	National Institute of Mental Health, National Institutes of Health	2015	년 5 월 이후 버전기능적 이미징 처리 소프트웨어
SPM8 (통계적 파라메트릭 매핑)	University College of London	SPM8	기능적 이미징 처리 소프트웨어
Matlab 소프트웨어	The Mathworks, Inc	버전 R2012a	컴퓨팅 소프트웨어
SDS 소프트웨어	Applied Biosystems, Inc	7900HT 고속 실시간 PCR 시스템	실시간 PCR
Taqman 분석	ThermoFisher	SNP 유전형 분석	에 특이적인

SNP 과학적 특성