Name: 오염 불안에 대한 Orbitofrontal 접속을 타겟팅 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 51 s
Description: 배우세요 실시간 fMRI 바이오피드백을 활용하여 오염 불안과 관련된 안와전두엽을 제어하는 방법입니다. 이 기법은 뇌 기능 변화와 불안 조절 개선 효과를 연구하는 신경과학 및 심리학 연구에 활용됩니다.

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이 연구는 NIH (R21 MH090384, R01 EB006494, RO1 EB009666, R01 NS051622)에 의해 재정 지원입니다. 우리가 그들의 기술 지원을위한 H. Sarofin 및 C. Lacadie 감사드립니다.

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<li>Caria, A., Veit, R., Sitaram, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+anterior+insular+cortex+activity+using+real-time+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Regulation of anterior insular cortex activity using real-time fMRI.</a> Neuroimage. 35, 1238-1246 (2007).</li>
<li>Hamilton, J. P., Glover, G. H., Hsu, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+subgenual+anterior+cingulate+cortex+activity+with+real-time+neurofeedback%5BTitle%5D)+AND+%22Hum.+Brain.+Mapp%22%5BJournal%5D)">Modulation of subgenual anterior cingulate cortex activity with real-time neurofeedback.</a> Hum. Brain. Mapp. 32, 22-31 (2011).</li>
<li>Johnston, S., Linden, D. E., Healy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upregulation+of+emotion+areas+through+neurofeedback+with+a+focus+on+positive+mood%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive%2C+affective+%26+behavioral+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Upregulation of emotion areas through neurofeedback with a focus on positive mood.</a> Cognitive, affective & behavioral neuroscience. 11, 44-51 (2011).</li>
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</ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

실시간 fMRI 데이터 생체 자기 제어 중이죠는 새로운 기술이며, 더 많은 작품은 과목 학습 극대화하는만큼이 방법을 최적화하기 위해 필요합니다. 최근 연구 실행 또는 검색 세션, 14, 18, ​​27의 다른 번호를 어떻게 학습 변화를 살펴 보았다 피드백 패러다임 28 학습에 영향을 어떻게 여부 최종 이후 계속 뇌 기능의 변화에 주어진 생체 자기 제어 중이죠 프로토콜 결과로 유도 학습 생체 자기 제어 중이죠 훈련 기간. 15, 18, ​​27, 29 단, 다음 행과 함께 상당한 더 많은 작업이 최적의 프로토콜이 대상 뇌의 영역에 따라 달라질 수 있습니다 점을 염두에 베어링, 필요, 인구는 공부와 다른 변수이다. neurofeedback 연구에 직면 한 과제는 연습, 노출, 동기를 부여하고 위약 효과 제어하기 위해 최적의 방법입니다. 그 advan을 가지고 각각의 문헌에서 설명되었습니다 접근의 다양한있다tages과 단점...

오염 불안에 대한 orbitofrontal 접속을 타겟팅 실시간 fmri의 생체 자기 제어 중이죠

Real-time fMRI Biofeedback Targeting the Orbitofrontal Cortex for Contamination Anxiety

우리는 실시간으로 기능성 자기 공명 이미징 (RT - fMRI) 데이터의 생체 자기 제어 중이죠를 사용하여 오염 불안과 관련된 자신의 orbitofrontal 피질의 영역에서 활동을 제어하는​​ 훈련 과목에 대한 방법을 제시한다. 이 지역의 증가 활동은 제어 과목 1과 강박 장애 (강박 신경증), 2 오염 불안과 관련된 비교적 일반적이고 자주 쇠약하게 정신과 장애와 개인 모두에 오염 불안과 관계를 볼 수 있습니다. 여러 뇌 영역이 orbitofrontal 피질 (OFC)에 강박 신경증, 이상에 연루되어 있지만 것이 가장 일관성있는 결과 중 하나입니다. 3, 또한 4 과다 OFC의는 강박 신경증의 증상의 심각도 5와 연관시키는 것은 발견 및 과다로 감소되었습니다 이 지역은 감소 증상의 심각와 연관시키는 것은보고되었습니다. 따라서 6이 뇌 영역을 제어할 수있는 능력이 CL로 번역 수도 있습니다오염 불안을 포함하여 강박 증상에 inical 개선. RT - fMRI 데이터의 생체 자기 제어 중이죠는 제목의 두뇌의 특정 영역에서 활동의 시간적 패턴 (또는 뇌 활동의 구체적인 분산 패턴과 관련된) 주제에 대한 피드백 신호로 제공되는 새로운 기술입니다. 최근 보고서는 사람들이 RT - fMRI의 생체 자기 제어 중이죠와 함께 제공되는 경우 특정 뇌 영역의 활동을 통해 컨트롤을 개발할 수있는 것을 나타냅니다. 감정 처리에 관련된 뇌 영역을 대상으로이 기술을 사용하여 특히, 여러 연구에서 7-12는 교육 과목에 성공을보고 이 지역을 통제합니다. 몇 가지 경우 13-18는 RT - fMRI 생체 자기 제어 중이죠 훈련 과목에서인지 감정, 또는 임상 변화를 유도하는 것으로보고되었습니다. 치료에 적용할 여기에 8, 9, 13, 19 우리가이 기술을 설명 건강한 과목에서 오염 불안. 이것은 생체 자기 제어 중이죠 개입은 가치 BAS 것입니다IC 연구 도구 : 그것은 교란의 뇌 기능 연구가 뇌 역학의 결과 변화를 측정하고 오염 불안이나 다른 행동 조치의 변화에​​ 그 연관 있습니다. 또한,이 방법의 설립은 강박 신경증의 치료 개입으로 fMRI 기반 생체 자기 제어 중이죠 조사 향한 첫 단계로서 역할을합니다. 약 강박 신경증을 가진 환자의 4 분의 1은 치료, 20-22의 현재 사용 가능한 형태로부터 혜택을 사람이 거의 완전히 회복하지,이 인구 치료를위한 새로운 접근 방법이 절실히 필요한 그 작은 혜택을받을 수 감안할 때.

여기 오염 불안과 관련된 뇌 영역을 제어하는​​ 훈련 사람과 오염 불안과 뇌 연결 패턴 사이의 관계를 탐색하는 방법을 제시.

오염 불안에 대한 Orbitofrontal 접속을 타겟팅 실시간 fMRI의 생체 자기 제어 중이죠

우리는 ...을 사용하여 오염 불안과 관련된 안와전두피질 영역의 활동을 조절하도록 피험자를 훈련시키는 방법을 제시합니다.

이 절차의 전반적인 목표는 오염 불안과 관련된 뇌 영역을 스스로 조절하도록 훈련시키고, 이러한 훈련이 뇌 기능을 변화시켜 오염 불안에 대한 조절 능력을 향상시키는지 확인하는 것입니다. 이는 먼저 피험자의 안와전두피질(orbital frontal cortex)에서 오염 불안과 관련된 영역을 식별함으로써 달성됩니다. 해당 영역이 바이오피드백 중재의 표적 영역이 됩니다.다음 단계는 바이오피드백 중재 전에, 오염 관련 이미지에 반응하여 피험자가 경험하는 불안 수준과 뇌 연결성 패턴을 평가하는 것입니다. 그 후 피험자는 바이오피드백을 통해 표적 뇌 영역을 조절하도록 훈련받습니다. 마지막 단계는 바이오피드백의 결과로 피험자가 표적 뇌 영역과 오염 불안에 대해 더 큰 조절 능력을 갖게 되었는지, 그리고 이러한 변화가 표적 뇌 영역으로의 연결성 변화와 관련이 있는지를 평가하는 것입니다.궁극적으로, 이 접근 방식은 실시간 FMRI 바이오피드백이 강박 장애 환자에게 잠재적인 임상적 가치가 있는지 밝혀내고, 오염 불안의 신경학적 기반을 조사할 것입니다. 실시간 FMRI 바이오피드백은 개인이 증상을 유발하는 뇌 기능의 특정 측면을 스스로 제어할 수 있게 함으로써, 다양한 형태의 정신 질환에 대해 잠재적인 치료적 가치를 가질 수 있습니다.본 연구에서는 이것이 사람들의 오염 불안을 조절하는 데 도움이 되는지 조사합니다. 만약 그렇다면, 강박 장애 환자들에게 임상적으로 유용할 수 있습니다. 바이오피드백과 임상 변수 및 뇌 연결성의 전후 평가를 결합한 여기서 제시된 접근 방식은 신경과학 및 정신의학의 기초적인 질문들을 해결하는 데에도 활용될 수 있습니다.바이오피드백을 통해 뇌 역동성을 조절할 수 있으며, 이를 통해 뇌 연결성의 변화가 임상적 또는 인지적 변수의 차이를 어떻게 유발하는지 측정할 수 있습니다. 본 실험을 시작하기에 앞서 광범위한 자극 개발 과정이 필요합니다. 먼저 오염 관련 이미지와 중립 이미지를 수집한 후, 이러한 자극으로 유발된 불안 수준이 도발 조건 간에 균형을 이루는지, 그리고 도발 조건에서의 불안이 중립 조건보다 유의하게 높은지 확인하기 위한 파일럿 테스트를 수행해야 합니다.파일럿 연구가 완료되면, MRI 실험에 안전하게 참여할 수 있고, 높은 수준의 오염 불안을 보고하며, 해당 불안을 조절하는 방법을 배우고자 하는 의지가 있는 건강한 개인을 식별하기 위해 잠재적 피험자를 모집하고 스크리닝해야 합니다. 본 실험에서 피험자들은 약 반주 간격으로 예정된 서로 다른 4일 동안 방문하며, 전체 연구를 완료하는 데 총 2주가 소요됩니다. 여기 보이는 흐름도는 실제 바이오피드백 세션을 받게 될 각 피험자에 대한 프로토콜을 개략적으로 보여줍니다.매 MR 세션 전 가짜 바이오피드백(sham biofeedback)을 받기 위해 연령과 성별이 일치하는 또 다른 피험자를 모집해야 합니다. 1일 차에는 고해상도 구조 영상을 촬영하며 금속 물질 포함 여부를 스크리닝합니다. 그다음 휴지기 기능적 데이터(resting state functional data)를 두 차례 수집하고, 이어서 피험자가 42초 간격으로 강한 오염 관련 이미지와 중립 이미지를 번갈아 보는 기능적 데이터 로컬라이저(localizer) 런을 세 차례 수행합니다.이 로컬라이저 실행은 오염 불안에 의해 활성화되는 OFC 영역을 국소화하는 데 사용됩니다. 1일 차 영상 촬영 세션 이후, 피험자는 불안 장애 전문 지식을 갖춘 임상 심리학자와 함께 재평가 전략 개발 세션을 갖습니다. 이 세션의 목적은 피험자가 자신의 안와전두피질 활동을 어느 정도 초기 제어할 수 있도록 하는 개별화된 인지 전략을 개발하는 것입니다.OFC 활동을 높이거나 낮추기 위한 이러한 전략들은 OFC를 제어하는 기초적이고 제한적인 능력을 제공하기 위한 목적으로만 사용됩니다. 바이오피드백 세션 동안 피험자들은 자신의 인지 전략을 실험하고 직접적인 피드백을 받을 기회를 갖게 되며, 이를 통해 OFC에 대한 제어 능력을 점진적으로 발전시킬 수 있습니다. 다음으로, 1일 차 로컬라이저(localizer)에서 수집된 데이터를 2일 차 세션 전에 분석합니다.결과로 도출된 팀 맵(team map)은 피험자가 중립 이미지를 보았을 때보다 오염 관련 이미지를 보았을 때 뇌의 어느 영역이 더 활성화되었는지를 나타냅니다. 이 TM 맵에서 OFC 또는 인접한 전두극 영역 내에 위치한 상위 30개 픽셀을 선택하여, 이후 진행될 바이오피드백 스캔을 위한 해당 피험자의 OFC 표적 영역으로 설정합니다. 그런 다음, 최근접 이웃 보간법을 이용한 강체 등록(rigid registration)을 통해 이 영역을 기능적 공간에서 해부학적 공간으로 변환합니다.대조 영역 또한 뇌의 모든 백질을 포함하도록 정의되며, MNI 뇌로부터 동일한 공간으로 변환됩니다. 이 두 영역은 실험 2일 차의 바이오피드백 세션 동안 실시간 분석 프로그램에서 사용됩니다. 실험 2일 차에 피험자들은 먼저 자기장 외부 평가 세션에 참여합니다.각 평가 세션 전에 피험자들에게는 곧 제시될 오염 관련 이미지를 보는 동안 불안감을 최소화하도록 구두로 지시합니다. 다음으로, 화면에 표시되는 상세한 지침에 따라 이미지에 반응하여 느끼는 오염 관련 불안 수준을 보고하도록 안내합니다. 이와 동시에 전기 피부 반응을 모니터링합니다.그 다음 피험자들은 1.5시간 동안 실시간 FMRI 바이오피드백 세션에 참여합니다. 세션은 기능적 데이터와 동일한 슬라이스 위치에서 축상 해부학적 영상을 수집하는 것으로 시작됩니다. 이어서 기능적 참조 스캔을 수집합니다.두 관심 영역은 두 번의 강체 등록(rigid registration)을 연결하여 현재 세션의 기능적 공간으로 변환됩니다. 첫 번째 등록은 영역들을 1일 차의 해부학적 공간에서 2일 차의 해부학적 공간으로 매핑합니다. 두 번째 등록은 해당 영역들을 2일 차의 해부학적 공간에서 2일 차 기능적 참조 스캔의 공간으로 매핑합니다.영역 등록이 진행되는 동안, 대조 과제 실행(control task runs)이라고 불리는 두 번의 기능적 실행 데이터가 수집됩니다. 이 실행 과정에는 바이오피드백이 포함되지 않으며, 오염 관련 이미지에 노출되었을 때 피험자가 자신의 OFC 관심 영역 내 활동을 제어할 수 있는 능력을 평가하는 데 사용됩니다. 피험자는 스캐너 내부에서 오염 관련 이미지의 경우 위 또는 아래를 가리키는 화살표가, 중립 이미지의 경우 앞을 가리키는 화살표가 포함된 이미지를 보게 됩니다.피험자는 화살표가 위를 향할 때는 OFC의 활동을 증가시키고, 아래를 향할 때는 OFC의 활동을 감소시키며, 오른쪽을 향할 때는 단순히 이완하도록 안내받습니다. 대조군 과제가 실행되고 표적 영역과 대조 영역이 현재의 기능적 공간에 등록되면, 화살표와 그림이 26초마다 세 가지 조건으로 번갈아 가며 변경됩니다. 피험자에 따라 6회의 바이오피드백 런 또는 가짜 바이오피드백 런이 수행됩니다.바이오피드백 시행은 피험자가 자신의 O-F-C-R-O-I 활성도를 조절하도록 훈련하는 데 사용됩니다. 이는 피험자가 뇌 영역 조절 성공 여부에 대해 화면 하단에서 피드백을 받는다는 점을 제외하고는 대조 과제 시행과 유사합니다. 여기에 표시된 바이오피드백 화면은 속도가 빠르게 재생되었으나, 그 외에는 피험자가 바이오피드백 중에 본 내용을 정확하게 반영하고 있습니다.가짜 바이오피드백 실행은 바이오피드백 실행과 동일하지만, 피험자가 OFC 활동의 시간 경과를 볼 때, 바이오피드백 피험자가 OFC 활동을 조절할 수 있었던 정도에 맞추어 이전의 연령 및 성별이 일치하는 피험자의 바이오피드백 실행 데이터를 보게 된다는 점이 다릅니다. 가짜 피험자 또한 가짜 실행 동안 동일하게 성공적인 것으로 보이게 하여, 성공에 대해 유사한 인상을 갖게 합니다. 마지막으로, 각 피험자당 두 번의 대조 작업 실행을 추가로 수집합니다.그 후 피험자들은 3일 차에 다시 방문하여 2일 차와 동일한 스캔 세션을 진행해야 하며, 4일 차에는 별도의 매칭된 자극 세트를 사용하여 최종 평가 세션에 참여해야 합니다. 모든 피험자의 데이터 수집이 완료된 후, 휴지기 기능적 연결성 데이터를 수집하는 마지막 1시간의 MR 영상 세션을 진행합니다. 실제 바이오피드백을 받은 피험자와 가짜 바이오피드백을 받은 피험자를 대조하여, 피험자들이 표적 영역에 대해 더 큰 제어력을 갖게 되었는지, 그리고 그것이 오염 불안에 대해 더 큰 제어력을 발휘할 수 있게 했는지를 판단할 수 있습니다.바이오피드백 피험자의 오염 불안 변화는 표적 영역에 대한 조절 능력의 변화 및 기능적 연결성 패턴의 변화와 관련이 있습니다. 여기에서는 OFC에 대한 조절 능력을 성공적으로 습득한 피험자의 마지막 바이오피드백 실행 중 하나에 대한 시각적 디스플레이 스크린샷을 볼 수 있습니다. 해당 실행은 중립 조건으로 종료되므로 화살표는 흰색이며 앞방향을 가리키고 있습니다.이 피험자는 중재 후 평가 세션에서 더 낮은 불안 등급을 나타내어 오염 불안에 대해 더 큰 조절 능력을 보였으며, 조절 과제 실행 중에 안와전두피질에 대해 더 큰 조절 능력을 가졌습니다. 이 방법은 임상 치료제로서뿐만 아니라 임상 증상의 기저가 되는 신경 기질을 조사하기 위한 연구 도구로서 정신의학 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

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