Name: fMRI 및 확산 - 가중 영상을 사용하여 뇌의 구조와 기능의 공동 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 17 min 6 s
Description: 학습하세요 fMRI와 확산-가중 영상을 사용하여 뇌 구조와 기능을 동시에 분석하는 방법을. 고해상도 DSI와 트랙토그래피를 활용해 해부학적 연결성과 기능적 특성의 관계를 규명합니다.

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목록 응답 및 자금 출처. 작품은 NIH RO1-MH54246 (MB), 국립 과학 재단 (National Science Foundation) BCS0923763 (MB), 계약 NBCHZ090439 아래의 국방 고급 연구 프로젝트 기관 (DARPA) (WS), 수상 N00014-11 이하 해군 연구 (ONR)의 사무실에 의해 지원됩니다 -1-0399 (WS) 및 계약 W911NF-10-2-0022 (WS)에서 육군 리서치 연구소 (백작). 이 프리젠 테이션에 포함 된 전망, 의견, 및 / 또는 연구 결과는 저자의 이러한하며 위의 기관이나 국방의 미국학과의 공식 전망이나 정책, 명시 적 또는 묵시적인을 대표로 해석되어서는 안됩니다.

<ol><li>Wedeen, V. anJ., Hagmann, P., Tseng, W. I., Reese, T. G., Weisskoff, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+complex+tissue+architecture+with+diffusion+spectrum+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mapping complex tissue architecture with diffusion spectrum magnetic resonance imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 54 (6), 1377-1386 (2005).</li>
<li>Wedeen, V. J., Wang, R. P., Schmahmann, J. D., Benner, T., Tseng, W. Y. I., Dai, G., Pandya, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+spectrum+magnetic+resonance+imaging+%28DSI%29+tractography+of+crossing+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers.</a> NeuroImage. 41 (4), 1267-1277 (2008).</li>
<li>Pipe, J. Pulse Sequences for Diffusion-weighted MRI. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPipe%2C+J+%22Diffusion+MRI%3A+From+quantitative+measurement+to+in-vivo+neuroanatomy%22">Diffusion MRI: From quantitative measurement to in-vivo neuroanatomy</a>. , 1st, Elsevier. London. 12-35 (2009).</li>
<li>Le Bihan, D., Poupon, C., Amadon, A., Lethimonnier, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artifacts+and+pitfalls+in+diffusion+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%3A+JMRI%22%5BJournal%5D)">Artifacts and pitfalls in diffusion MRI.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging: JMRI. 24 (3), 478-488 (2006).</li>
<li>Tuch, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q-ball+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Q-ball imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 52 (6), 1358-1372 (2004).</li>
<li>Sakaie, K. E., Lowe, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+objective+method+for+regularization+of+fiber+orientation+distributions+derived+from+diffusion-weighted+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">An objective method for regularization of fiber orientation distributions derived from diffusion-weighted MRI.</a> NeuroImage. 34 (1), 169-176 (2007).</li>
<li>Reese, T. G., Benner, T., Wang, R., Feinberg, D. A., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Halving+imaging+time+of+whole+brain+diffusion+spectrum+imaging+and+diffusion+tractography+using+simultaneous+image+refocusing+in+EPI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Halving imaging time of whole brain diffusion spectrum imaging and diffusion tractography using simultaneous image refocusing in EPI.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 29 (3), 517-522 (2009).</li>
<li>Cox, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AFNI%3A+software+for+analysis+and+visualization+of+functional+magnetic+resonance+neuroimages%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+and+Biomedical+Research%22%5BJournal%5D)">AFNI: software for analysis and visualization of functional magnetic resonance neuroimages.</a> Computers and Biomedical Research. 29 (3), 162-173 (1996).</li>
<li>Cox, R. W., Hyde, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Software+tools+for+analysis+and+visualization+of+fMRI+data%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Software tools for analysis and visualization of fMRI data.</a> NMR in Biomedicine. 10 (4-5), 171-178 (1997).</li>
<li>Goebel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BRAINVOYAGER%3A+a+program+for+analyzing+and+visualizing+functional+and+structural+magnetic+resonance+data+sets%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">BRAINVOYAGER: a program for analyzing and visualizing functional and structural magnetic resonance data sets.</a> NeuroImage. 3, S604(1996).</li>
<li>Smith, S. M., Jenkinson, M., Woolrich, M. W., Beckmann, C. F., Behrens, T. E. J., Johansen-Berg, H., Bannister, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23, Suppl 1. S208-S219 (2004).</li>
<li>Woolrich, M. W., Jbabdi, S., Patenaude, B., Chappell, M., Makni, S., Behrens, T., Beckmann, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bayesian+analysis+of+neuroimaging+data+in+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Bayesian analysis of neuroimaging data in FSL.</a> NeuroImage. 45, Suppl 1. S173-S186 (2009).</li>
<li>Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFriston%2C+KJ+%22Statistical+parametric+mapping%3A+the+analysis+of+functional+brain+images%22">Statistical parametric mapping: the analysis of functional brain images</a>. , Academic Press. (2007).</li>
<li>Nichols, T., Hayasaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+familywise+error+rate+in+functional+neuroimaging%3A+a+comparative+review%5BTitle%5D)+AND+%22Statistical+Methods+in+Medical+Research%22%5BJournal%5D)">Controlling the familywise error rate in functional neuroimaging: a comparative review.</a> Statistical Methods in Medical Research. 12 (5), 419-446 (2003).</li>
<li>Benjamini, Y., Hochberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+false+discovery+rate%3A+a+practical+and+powerful+approach+to+multiple+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Royal+Statistical+Society%2C+Series+B+%28Methodological%22%5BJournal%5D)">Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing.</a> Journal of the Royal Statistical Society, Series B (Methodological. 57 (1), 289-300 (1995).</li>
<li>Logan, B. R., Rowe, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+thresholding+techniques+in+fMRI+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">An evaluation of thresholding techniques in fMRI analysis.</a> NeuroImage. 22, 95-108 (2004).</li>
<li>Basser, P. J., Mattiello, J., LeBihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+the+effective+self-diffusion+tensor+from+the+NMR+spin+echo%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance%2C+Series+B%22%5BJournal%5D)">Estimation of the effective self-diffusion tensor from the NMR spin echo.</a> Journal of Magnetic Resonance, Series B. 103 (3), 247-254 (1994).</li>
<li>Basser, P. J., Mattiello, J., LeBihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+diffusion+tensor+spectroscopy+and+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">MR diffusion tensor spectroscopy and imaging.</a> Biophysical Journal. 66 (1), 259-267 (1994).</li>
<li>Frank, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropy+in+high+angular+resolution+diffusion-weighted+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Anisotropy in high angular resolution diffusion-weighted MRI.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 45 (6), 935-939 (2001).</li>
<li>Frank, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+anisotropy+in+high+angular+resolution+diffusion-weighted+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Characterization of anisotropy in high angular resolution diffusion-weighted MRI.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1083-1099 (2002).</li>
<li>Tuch, D. S., Reese, T. G., Wiegell, M. R., Makris, N., Belliveau, J. W., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+angular+resolution+diffusion+imaging+reveals+intravoxel+white+matter+fiber+heterogeneity%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">High angular resolution diffusion imaging reveals intravoxel white matter fiber heterogeneity.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 48 (4), 577-582 (2002).</li>
<li>Descoteaux, M., Angelino, E., Fitzgibbons, S., Deriche, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regularized%2C+fast%2C+and+robust+analytical+Q-ball+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Regularized, fast, and robust analytical Q-ball imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 58 (3), 497-510 (2007).</li>
<li>Tuch, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q-ball+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Q-ball imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 52 (6), 1358-1372 (2004).</li>
<li>Yeh, F. C., Wedeen, V. J., Tseng, W. -Y. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generalized+Q-sampling+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Generalized Q-sampling imaging.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 29 (9), 1626-1635 (2010).</li>
<li>Wang, R., Benner, T., Sorensen, A. G., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+Toolkit%3A+a+software+package+for+diffusion+imaging+data+processing+and+tractography%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Intl.+Soc.+Mag.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Diffusion Toolkit: a software package for diffusion imaging data processing and tractography.</a> Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 3720(2007).</li>
<li>Sundaram, S. K., Kumar, A., Makki, M. I., Behen, M. E., Chugani, H. T., Chugani, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+of+frontal+lobe+in+autism+spectrum+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging of frontal lobe in autism spectrum disorder.</a> Cereb Cortex. 18 (11), 2659-2665 (2008).</li>
<li>Greenberg, A. S., Verstynen, T., Chiu, Y. -C., Yantis, S., Schneider, W., Behrmann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visuotopic+Cortical+Connectivity+Underlying+Attention+Revealed+with+White-Matter+Tractography%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Visuotopic Cortical Connectivity Underlying Attention Revealed with White-Matter Tractography.</a> The Journal of Neuroscience. 32 (8), 2773-2782 (2012).</li>
<li>Slotnick, S. D., Yantis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+acquisition+of+human+retinotopic+maps%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Efficient acquisition of human retinotopic maps.</a> Human Brain Mapping. 18 (1), 22-29 (2003).</li>
<li>Greenberg, A. S., Esterman, M., Wilson, D., Serences, J. T., Yantis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+spatial+and+feature-based+attention+in+frontoparietal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Control of spatial and feature-based attention in frontoparietal cortex.</a> The Journal of Neuroscience. 30 (43), 14330-14339 (2010).</li>
<li>Kastner, S., Ungerleider, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+visual+attention+in+the+human+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of visual attention in the human cortex.</a> Annual Review of Neuroscience. 23, 315-341 (2000).</li>
<li>Bürgel, U., Amunts, K., Hoemke, L., Mohlberg, H., Gilsbach, J. M., Zilles, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((White+matter+fiber+tracts+of+the+human+brain%3A+Three-dimensional+mapping+at+microscopic+resolution%2C+topography+and+intersubject+variability%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">White matter fiber tracts of the human brain: Three-dimensional mapping at microscopic resolution, topography and intersubject variability.</a> NeuroImage. 29 (4), 1092-1105 (2006).</li>
<li>Behrens, T. E. J., Jbabdi, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBehrens%2C+TEJ+%22MR+Diffusion+Tractography.+Diffusion+MRI%3A+From+quantitative+measurement+to+in-vivo+neuroanatomy%22">MR Diffusion Tractography. Diffusion MRI: From quantitative measurement to in-vivo neuroanatomy</a>. , 1st, Elsevier. London. 333-352 (2009).</li>
<li>Verstynen, T., Jarbo, K., Pathak, S., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+mapping+of+microstructural+somatotopies+in+the+human+corticospinal+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">In vivo mapping of microstructural somatotopies in the human corticospinal pathways.</a> Journal of Neurophysiology. 105 (1), 336-346 (2011).</li>
<li>Jarbo, K., Verstynen, T., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+quantification+of+global+connectivity+in+the+human+corpus+callosum%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">In vivo quantification of global connectivity in the human corpus callosum.</a> NeuroImage. , In press (2012).</li>
<li>Verstynen, T., Badre, D., Jarbo, K., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructural+organizational+patterns+in+the+human+corticostriatal+system%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Microstructural organizational patterns in the human corticostriatal system.</a> , Under review (2012).</li>
<li>Wang, Y., Fernández-Miranda, J. C., Verstynen, T., Pathak, S., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+human+brain+tracts+with+tractography+and+fiber+microdissection%3A+mapping+connectivity+of+the+middle+longitudinal+fascicle+as+the+dorsal+auditory+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Identifying human brain tracts with tractography and fiber microdissection: mapping connectivity of the middle longitudinal fascicle as the dorsal auditory pathway.</a> , Under review (2012).</li>
<li>Fernandez-Miranda, J. C., Engh, J. A., Pathak, S. K., Madhok, R., Boada, F. E., Schneider, W., Kassam, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-definition+fiber+tracking+guidance+for+intraparenchymal+endoscopic+port+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">High-definition fiber tracking guidance for intraparenchymal endoscopic port surgery.</a> Journal of Neurosurgery. 113 (5), 990-999 (2010).</li>
<li>Fernandez-Miranda, J. C., Engh, J., Pathak, S., Wang, Y., Jarbo, K., Verstynen, T., Boada, F., Schneider, W., Friedlander, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-definition+fiber+tractography+of+the+human+brain%3A+neuroanatomical+validation+and+neurosurgical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">High-definition fiber tractography of the human brain: neuroanatomical validation and neurosurgical applications.</a> , Under review (2012).</li>
<li>Shin, S., Verstynen, T., Pathak, S., Jarbo, K., Hricik, A., Maserati, M., Beers, S., Puccio, A. M., Okonkwo, D., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+definition+fiber+tracking+for+assessment+of+neurologic+deficit+in+a+case+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">High definition fiber tracking for assessment of neurologic deficit in a case of traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgery. , In press (2012).</li>
<li>Mori, S., Crain, B. J., Chacko, V. P., Van Zijl, P. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+tracking+of+axonal+projections+in+the+brain+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional tracking of axonal projections in the brain by magnetic resonance imaging.</a> Annals of Neurology. 45 (2), 265-269 (1999).</li>
<li>Tournier, J., Mori, S., Leemans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging and beyond.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 65 (6), 1532-1556 (2011).</li>
<li>Seunarine, K. K., Alexander, D. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSeunarine%2C+KK+%22Multiple+Fibers%3A+Beyond+the+Diffusion+Tensor.+Diffusion+MRI%3A+From+quantitative+measurement+to+in-vivo+neuroanatomy%22">Multiple Fibers: Beyond the Diffusion Tensor. Diffusion MRI: From quantitative measurement to in-vivo neuroanatomy</a>. , 1st, Elsevier. London. (2009).</li>
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고해상도 음주 운전 및 섬유 tractography은 인간의 뇌의 결합 구조를 조사하는 강력한 방법을 제공합니다. 여기, 우리는이 구조 아키텍처는 의미 fMRI에 의해 평가 뇌 기능과 관련이있는 것으로 증거를 제시한다. fMRI 작업 활성화에 따라 tractography 씨앗을 사용하여, 우리는 시각적 인 관심을 동안 공동 운영중인 뇌 영역 기능 neuroanatomy의 사전 지식 (그림 7)과 해부학 connectedconsistent 있다는 증거를 찾으십시오. 마찬가지로, 얼굴 인식을위한 기능 neuroanatomy은 우리의 현재 구조 연결 결과 (그림 6)과 일치합니다. 해부학 적 연결의 지식은 주어진 작업의 뇌 영역 (및 그 반대도 마찬가지입니다) 사이에 직접 연결 기능을 유추을 위해 충분하지 않았지만, 필요합니다. 많은 neuroimaging 연구에서, 직접 구조 및 기능 연결 유추 ​​- 문제로 -에있는 동시 functio의 기초혼자 NAL...

fmri 및 확산 - 가중 영상을 사용하여 뇌의 구조와 기능의 공동 분석

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

복잡한 계산 시스템의 연구는 이러한 회로 다이어그램과 같은 네트워크지도에 의해 촉진된다. 뇌 영역 충족이 크게 다른 뇌 영역과의 연결로 정의 할 수있는 기능 역할로, 뇌를 공부할 때 이러한 매핑은 특히 정보입니다. 이 보고서에서, 우리는 자기 공명 영상 (MRI)를 사용하여 뇌의 구조와 기능을 관련하여에 대한 소설, 비 침습적 방법을 설명합니다. 이 방법, 장거리 섬유 연결과 기능 영상 자료의 구조 이미지의 조합은 별개의 두인지 영역, 시각주의와 얼굴 인식에 도시된다. 구조 영상은 뇌의 흰색 물질 섬유 책자 (그림 1)을 따라 물 분자의 확산을 추적 확산 - 가중 영상 (음주 운전) 및 섬유 tractography과 수행됩니다. 이러한 섬유 책자를 시각화함으로써, 우리는 뇌의 장거리 결합 구조를 조사 할 수 있습니다. 결과는 favora를 비교bly 음주 운전, 확산 텐서 영상 (DTI)에서 가장 널리 사용되는 기법 중 하나. DTI는 뇌 기능의 상세한 해부학 - 정보 모델을 구축을 위해 자사의 유틸리티를 제한 섬유 책자의 복잡한 구성을 해결 할 수 없습니다. 반면에, 우리의 분석은 정밀도와 정확도로 알려진 neuroanatomy을 재현. 이 장점은 데이터 수집 절차에 부분적으로 인해 : 경로의 소수 (예, 6, 12)에서 많은 DTI 프로토콜 측정 확산하면서, 우리는 257 방향으로 확산을 평가하고 확산 스펙트럼 이미징 (DSI) 1, 2 프로토콜을 채용 자기 그라데이션 강도의 범위에서. 또한, DSI 데이터는 우리가 획득 한 데이터를 재구성에 대한보다 정교한 방법을 사용 할 수 있습니다. 이 실험 (영상 관심과 얼굴 인식)에서, tractography들은 기능 네트워크를 형성하는 무언가 가설을 지원, 해부학 적 연결되어있는 인간의 뇌의 공동 활성화 영역을 보여줍니다. 음주 운전은 우리가 &quot;회로 디를 만들 수 있습니다agram &quot;관심의 네트워크의 모니터링 작업 관련 뇌 활동의 목적으로, 개별 주체의 기초에 재현.

우리는 자기 공명 영상 (MRI)를 사용하여 뇌 기능과 구조의 동시 분석을위한 새로운 접근 방식을 설명합니다. 우리는 고해상도 확산 - 가중 영상과 흰색 물질 섬유 tractography로 뇌 구조를 신고 할 수 있습니다. 표준 구조 MRI는 달리,이 기술은 우리가 직접 뇌 네트워크의 기능 속성에 해부학 적 연결을 연관 할 수 있습니다.

fMRI 및 확산 - 가중 영상을 사용하여 뇌의 구조와 기능의 공동 분석

복잡한 계산 시스템에 대한 연구는 회로도와 같은 네트워크 맵을 통해 용이해집니다. 이러한 매핑은 특히 ...할 때 유용한 정보를 제공합니다.

다음 실험의 전반적인 목표는 자기공명영상을 이용하여 뇌의 구조와 기능을 동시에 분석하는 것입니다. 이는 고자기장 MRI를 사용하여 확산 스펙트럼 영상(DSI)으로 뇌의 백질 구조를 촬영하고, BOLD fMRI로 뇌 기능을 측정함으로써 달성됩니다. 이후 DSI 데이터를 처리하여 뇌의 모든 지점에서 다방향 확산 추정치를 산출합니다.또한, 가상 백질 섬유를 생성하거나 선택하기 위한 관심 영역을 도출하기 위해 fMRI 데이터를 분석합니다. 다음으로, 기능적 데이터와 구조적 데이터가 공통 이미지 공간에 있도록 관심 영역을 DSI 데이터와 정렬합니다. 마지막으로, 기능적 관심 영역을 연결하는 백질 경로를 추정하기 위해 확산 데이터에 대해 트랙토그래피를 수행합니다. 이를 통해 기능적으로 연결되어 있다고 가설을 세운 뇌 영역 간의 해부학적 연결 정도를 보여주는 결과를 얻습니다.fMRI 과제 데이터를 기반으로 합니다. 최근의 여러 수렴된 증거들은 복잡한 인지 연산이 단일한 영역이 아니라 서로 협력하는 많은 뇌 영역들의 네트워크에 의해 수행된다는 점을 시사해 왔습니다. 이러한 계산 시스템을 완전히 규명하기 위해서는 기능적 MRI를 결합하여 그 기능적 특성과 구조적 특성 사이의 관계를 이해하는 것이 필요합니다.확산 강조 MR 영상(Diffusion weighted MR Imaging)을 통해 네트워크 연결성과 이것이 어떻게 복잡한 인간 행동을 유발하는지 조사할 수 있습니다. 확산 텐서 영상(diffusion tensor imaging)과 같은 표준 방법과 비교했을 때 이 확산 MRI 파이프라인의 주요 장점은, 고각해상도 확산 강조 영상(high angular resolution diffusion weighted imaging)과 모델 프리 재구성(model free reconstruction)의 결합을 통해 뇌의 복잡한 섬유 구성을 더 정확하게 분석할 수 있다는 점입니다. 이 기술의 활용 범위는 신경심리학적 상태의 특성 분석까지 확장됩니다.예를 들어, 개인이 얼굴 인식에 장애를 보이는 선천성 안면인식장애가 있습니다. 표준 확산 MRI를 사용한 연구 결과, 얼굴 처리 영역에 인접한 백질 섬유 다발이 정상 대조군에 비해 퇴화되어 있음이 밝혀졌습니다. 구조적 MRI와 기능적 MRI를 결합하면 섬유의 구조적 결함을 식별할 수 있으며, 특히 얼굴 처리 네트워크 내의 노드들을 연결하는 부분을 확인할 수 있습니다.이 방법은 신경외과적 계획 수립과 같은 임상적 상황에도 적용될 수 있습니다. 외과 의사들은 수술 중 발생할 수 있는 우발적 손상을 최소화하기 위해 기능적 매핑을 사용하여 중요한 인지 기능과 관련된 회백질 조직을 식별합니다. 확산 강조 영상과 같은 추가적인 구조적 정보를 활용하면, 이러한 기능 영역들을 연결하는 핵심 백질 구조의 손상 또한 최소화할 수 있습니다.일반적으로 이 방법에 익숙하지 않은 사용자는 절차의 모든 필수 단계를 수행할 수 있는 단일 소프트웨어 패키지가 없다는 점 때문에 어려움을 겪습니다. 따라서 사용자는 공통의 이미지 형식과 일관된 방향 및 정렬을 유지하면서 여러 프로그램을 전환하며 작업해야 합니다. 본 프로토콜에는 사용자가 이 과정을 원활히 수행할 수 있도록 돕는 상세한 지침이 포함되어 있습니다.구조와 기능을 결합하여 고려하는 이러한 유형의 분석은 뇌 영역을 식별해 온 기능적 영상 실험의 자연스러운 확장입니다. 관심 대상인 과제에서 대부분의 이전 접근 방식들은 구조적 연결성에 대한 정보를 제공할 수 없었으며, 본 프로토콜의 접근 방식에서 바로 이 점을 추가하였습니다. 32채널 위상 배열 헤드 코일을 사용하여 257방향 확산 스펙트럼 영상 또는 DSI 스캔을 획득하기 위해 Siemens 3 Tesla 스캐너를 사용하며, 이러한 고해상도 각도 스캔을 위한 신호를 확보하기 위해서는 고자장 강도와 32채널 코일이 필수적입니다.가장 빈번하게 사용되는 확산 강조 영상법은 확산 텐서 영상(diffusion tensor imaging, DTI)으로, 일반적으로 64개 이하의 방향을 측정하며 5분에서 10분 정도의 스캔 시간이 소요됩니다. DTI의 한계는 교차하거나 접촉하는 섬유(crossing and kissing fibers)를 분해하는 데 어려움이 있다는 것이며, 이러한 섬유들은 고해상도 획득과 DSI와 같은 재구성 방법을 결합했을 때 더 잘 검출됩니다. DSI 프로토콜은 약 45분에서 50분의 영상 촬영 시간이 필요하며, DSI 데이터에는 움직임 보정을 적용할 수 없다는 점에 유의하십시오. 따라서 바이트 바(bite bar), 폼 패딩 또는 기타 고정 기술을 사용하여 움직임을 최소화하고 숙련된 피험자를 참여시키는 것이 권장됩니다. 과제 기반 fMRI의 경우에는 MR 호환 디스플레이 및 버튼 응답 시스템과 같은 추가 장비가 필요합니다.스캐닝을 시작하기 전, 반드시 고지된 동의를 얻고 MR 금기 사항 여부를 확인하십시오. 그런 다음 참여자에게 수행될 스캔의 성격을 간략히 설명하고, 특히 DSI 스캔 중에 움직이지 않고 가만히 있어야 함을 강조하십시오. 참여자가 시작할 준비가 되면 참여자의 머리를 편안하게 고정한 후 베드를 스캐너 안으로 밀어 넣고, 초기 스카우트 스캔과 캘리브레이션을 수행하십시오.그 다음, DSI 스캔을 위한 슬라이스를 전교차와 후교차에 맞추고, DSI 스캔 슬라이스가 전체 뇌 범위를 포함하도록 설정하십시오. 피험자가 스캐너 안에서 휴식을 취하거나 프레젠테이션 시스템으로 영화를 시청하는 동안 DSI 스캔을 수행합니다. DSI 스캔 후에는, 동일하거나 별도의 스캔 세션에서 얻은 다른 해부학적 또는 기능적 데이터와 DSI 데이터를 코레지스트레이션(coregistering)하는 데 사용할 T1 가중 해부학적 스캔을 수집하십시오.또한 행동 과제의 기능적 스캐닝을 위해 과제 기반 FMRI 데이터를 수집하십시오. 피험자에게 화면의 과제 관련 자극을 모니터링하고 필요에 따라 반응하도록 지시하십시오. FMRI를 다른 날에 수행하는 경우, T1 강조 해부학적 스캔을 추가로 획득하십시오.이 처리 방식은 fMRI 데이터의 표면 기반 분석을 활용하여 트랙토그래피를 위한 ROI를 생성하며, 트랙토그래피 끝점과 기능적 ROI 사이의 대응 관계를 더 효과적으로 시각화할 수 있게 합니다. 처리를 시작하려면, 우선 획득한 T1 강조 영상을 FreeSurfer 자동 알고리즘에 제출하십시오. 이 알고리즘은 회백질과 백질의 해부학적 분할 및 피질 표면 재구성을 수행합니다. 출력물에는 표면 생성의 기반이 된 해부학적 볼륨의 처리 버전인 표면 볼륨(surface volume)이 포함됩니다.다음으로 여드름 데이터의 fMRI 데이터를 전처리합니다. 그 후 FreeSurfer 출력 결과를 SUMA 소프트웨어로 가져와 전처리된 기능적 데이터를 결과 표면에 매핑합니다. fMRI 데이터를 분석하여 통계 지도를 생성하고, 이를 통해 T-tractography를 위한 기능적으로 정의된 ROI를 생성합니다.그 다음, 트랙토그래피(tractography) 과정에서 스트림라인(streamline)과의 접촉을 최대화하기 위해, 팽창(dilation)을 통해 이러한 표면 기반 기능적 ROI를 백질로 확장합니다. 마지막으로, 팽창된 ROI를 표면 좌표에서 볼륨 좌표로 변환하고, 확산 데이터를 처리하기 위해 nifti 파일로 출력합니다. 먼저, 데이터 세트 내의 DICOM 이미지 중 어떤 것이 B zero 또는 베이스라인 이미지인지 식별하고, 이를 nifti 형식으로 변환합니다.다음으로 DSI studio에서 DSI DICOM 이미지를 열고, 이를 결합하여 소스 파일을 생성한 후 그래디언트 테이블(gradient table)을 제공합니다. 그다음, 베이스라인 이미지에 기본 재구성 마스크를 적용하고, 빈 공간이나 두개골 또는 비뇌 조직을 포함하지 않으면서 모든 회백질을 포함하는지 확인합니다. 필요에 따라 마스크를 수정합니다.A-D-S-I-G-Q-I 또는 GQI 분산을 사용하여 고해상도 재구성 모델을 선택하십시오. 여기서는 GQI 옵션이 사용되었습니다. 그런 다음 각 복셀(voxel)에서의 주 확산 방향을 나타내는 섬유 정보 파일을 생성하십시오.다음으로 기능적 ROI를 DSI 공간으로 변환해야 합니다. apni를 사용하여 DSIB 제로 이미지를 nifty 형식의 해부학적 표면 볼륨에 정렬하십시오. resulting 12 포인트 ALINE 변환 행렬을 a acne 프로그램 cat mat을 사용하여 반전시키십시오.그 다음, 역행렬을 기능적 ROI에 적용하여 이를 DSI 공간으로 변환합니다. 전체 뇌 시드(whole brain seed)를 사용하여 섬유를 추적하는 것은 전반적인 데이터 품질을 평가하는 빠르고 효과적인 방법입니다. 또한, 추적 임계값과 같은 전역 파라미터 값을 결정할 기회가 되므로, 우선 전체 뇌 시드 영역을 생성하십시오.그런 다음 낮은 신호 복셀을 마스킹하기 위한 초기 추적 임계값과 각도 임계값을 설정합니다. 또한, 밀리미터 단위의 추적 단계 크기와 원하는 섬유 수 또는 시드 포인트 수를 설정합니다. 이제 전체 뇌 트랙토그래피를 수행하여 전반적인 ODF 재구성 품질을 확인합니다.다음으로, 전체 뇌 트래킹을 반복적으로 수행하고 트래킹 임계값을 조정하여 최적의 트래킹 임계값을 찾습니다. track에서 전체 뇌 트랙토그래피와 회백질 마스크의 중첩을 시각화하여 회백질에 도달하는 섬유의 비율을 최대화하는 임계값을 찾으십시오. 섬유의 90~100%가 회백질에 도달할 때 노이즈 섬유가 최소화됩니다. 또한, 트래킹 임계값이 복셀 및 빈 공간을 마스킹하는지 확인하십시오. 예를 들어, 복셀을 제거하지 않은 상태에서 종방향 틈새(longitudinal fissure)를 확인하십시오. 교차 확인을 위해 다량의 시드(예: 500,000개)를 사용한 후두극의 해부학적 ROI로부터 제어 섬유 세트를 track하여 이것이 명확하게 백질에 위치하는지 확인하십시오.최적의 트랙토그래피 매개변수가 선택되었으므로, 이제 이 절차가 데이터 세트 전반에 걸쳐 대략 동일한 수의 섬유를 생성하는지 확인하십시오. 다음으로, 기능적으로 정의된 뇌 영역 간의 연결성에 관한 가설을 테스트하기 위해 ROI 제한 T 트랙토그래피를 수행합니다. 먼저 fib 파일을 로드하고 DSI Studio에서 뇌 전체 시드 영역을 생성하십시오. 그다음 기능적으로 정의된 하나 이상의 관심 영역(ROI) nifty 파일을 로드하고, 이를 DSI Studio 영역 설정기(region setters)에서 ROI로 설정하십시오.ROI를 통과하는 스트림라인이 생성되어야 하므로, 이전에 최적화된 파라미터를 사용하여 트래킹 및 각도 임계값을 설정하고 트래킹을 수행합니다. 마지막으로, 트랙토그래피 출력물을 TRK 파일로 저장합니다. 다음으로, 과제 기반 기능적 활성화의 정확한 공간적 위치와 구조적 연결성의 대응 관계를 측정할 수 있는 엔드포인트 밀도 분석을 수행합니다.먼저 nifty ROI 및 TRK 파일을 track fz 소프트웨어로 로드하고, 영역 간의 불리언(Boolean) 연산을 수행한 뒤 각 연산 결과를 새로운 TRK 파일로 저장합니다. diffusion toolkit 함수를 사용하여 TRK 파일을 DSI 공간에서 표면 볼륨 공간으로 공간 변환함으로써 고해상도 해부학적 언더레이 위에 섬유 데이터를 시각화합니다. 변환된 TRK 파일과 표면 볼륨을 track vis로 로드하여 연결성의 척도로서 결과를 검토합니다. ROI 볼륨으로 정규화된 ROI 내 섬유 말단의 총 개수를 계산합니다.여기 전뇌 트랙토그래피(whole brain tractography)를 사용하여 얻은 최적 및 차선의 결과에 대한 예시가 있습니다. 세 이미지 모두 단일 피험자의 동일한 257방향 DWI 데이터셋을 기반으로 합니다. 여기에는 최적의 결과가 표시되어 있습니다.이와 대조적으로, 여기서 확인되는 결과는 지나치게 관대한 t tractography 파라미터의 영향을 보여줍니다. 여기서는 DWI 데이터를 재구성하기 위해 단일 텐서 모델을 사용함으로써 발생하는 품질 저하를 확인할 수 있습니다. 이 그림에서는 얼굴 사진과 일상 사물 사진을 보는 얼굴 인식 과제 중에 활성화된 영역의 예를 보여줍니다.fMRI 스캔을 진행하는 동안, 복측 측두엽의 중간 영역인 방추상회와 하후두회가 물체보다 얼굴에 대해 유의미하게 더 큰 BOLD 반응을 보였습니다. 여기의 그림 장면은 시각 피질, 감각 영역, 그리고 후두정피질의 주의 제어 영역 사이의 연결을 보여줍니다. 이 패널은 V1, V2 및 V3 시드 영역의 대략적인 위치를 각각 빨간색, 녹색 및 파란색으로 나타냅니다.IPS 1로 표시된 PPC 시드 영역과 이 영역들을 연결하는 섬유 추적(fiber tracks)은 해당 섬유가 시작된 후두엽 ROI에 따라 색상으로 구분되었습니다. 패널 B는 피질 표면에 정의된 기능적 영역인 IPS(갈색), V1(빨간색), V2(초록색), V3(파란색)와 각 영역의 섬유 끝점을 보여줍니다. 숙련된 경우, 참가자 1인당 데이터 수집은 30분에서 90분 내에 완료될 수 있습니다.자동화된 해부학적 표면 재구성은 일반적으로 16시간이 소요되는 반면, 확산 강조 데이터는 1시간 이내에 처리할 수 있습니다. FMRI 데이터를 처리하고 분석하는 데 걸리는 시간은 행동 과제와 실험 절차에 따라 다릅니다. 트랙토그래피 소요 시간 또한 추적 파라미터와 관심 영역 제약 조건에 따라 수분에서 수 시간까지 다양합니다.이 절차를 수행할 때, 트랙토그래피 결과는 위양성과 위음성 모두에 취약할 수 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 섬유 추적 결과는 항상 이전의 신경 해부학적 발견과 연계하여 평가하거나, 본 절차 이후에 기능적 연결성 분석과 같은 수렴적 방법론을 사용하십시오. 뇌 구조 및 기능과의 관계를 더욱 심층적으로 조사하기 위해 섬유 위치에 대한 패턴 분류, 종단점 분포의 세부 공간 분석 및 백질 무결성의 종단적 스캐닝과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.이 기술은 인지 신경과학 분야의 연구자들이 건강한 성인과 임상 환자군을 대상으로 뇌의 구조와 기능 간의 관계를 비침습적으로 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다. 뇌 영역 간의 구조적 연결성은 복잡한 인간 행동을 제어하는 뇌 네트워크 내 정보 흐름에 관한 가설을 설정하는 제약 조건으로 활용될 수 있습니다. 이 영상을 시청한 후에는 확산 강조 영상(diffusion weighted imaging) 데이터를 재구성하고 섬유 추적기법(fiber tractography)을 수행하는 주요 단계를 이해하게 될 것입니다.또한 섬유 추적 결과를 최적화하기 위해 품질 검사와 반복적인 파라미터 테스트를 수행하는 것이 얼마나 중요한지 이해해야 합니다. 마지막으로, 이 영상을 시청한 후에는 해부학적 연결성을 뇌 네트워크의 기능적 특성과 어떻게 연관시킬 수 있는지 더 잘 이해하게 될 것입니다.

co-analysis-brain-structure-function-using-fmri-diffusion-weighted

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