2014년 7월 2일
본 연구는 내측 측두엽(MTL) 구조를 수동으로 추적하기 위한 포괄적인 지침을 제공합니다. 이 프로토콜은 건강한 그룹과 임상군 모두에서 MTL의 구조적 및/또는 복합 구조-기능 자기공명영상(MRI) 연구에 적용할 수 있습니다.
이 절차의 전반적인 목표는 고해상도 자기공명 영상에서 인간의 내측 측두엽 구조를 수동으로 추적하는 방법을 보여주는 것입니다. 이는 먼저 뇌의 편도체를 식별하고 앞쪽에서 뒤쪽 경계까지 체계적으로 추적함으로써 이루어집니다. 두 번째 단계는 해마의 종방향 범위와 일반적인 경계를 찾아내고, 이를 전방 후방 방향으로 한 조각씩 따라 추적하는 것입니다.
다음으로, 해마 측 회의 전방 구조, 즉 내부 피질과 회음 피질을 평행하게 따라 따라 보여, 이들의 경계 변화를 더 잘 수용할 수 있도록 합니다. 마지막 단계는 해마 측회(para hippocampal gyrus)의 후방 마디, 즉 해마 피질 본류를 같은 전방 후방 방식으로 추적하는 것입니다. 궁극적으로 이 수동 추적 절차를 통해 모든 내측 측두엽 구조의 3D 렌더링 및 체적 통계를 얻을 수 있습니다.
이 추적 프로토콜이 기존 프로토콜이나 자동 분할 알고리즘에 비해 가지는 주요 장점은 내측 측두엽의 모든 영역을 인접 구조에 대해 식별한다는 점입니다. 이로 인해 위치 지정의 정확도와 수동 추적이 향상될 뿐만 아니라, 필요 시 평가 및 교정에도 도움이 됩니다. 자동 분할은 상당한 변동성을 가진 뇌 영역을 만듭니다. 현재 프로토콜은 내측 측두엽의 해부학적 조사뿐만 아니라 다른 영상 기법의 데이터 분석에도 적용될 수 있습니다.
예를 들어, 기능적 자기공명영상(functional magnetic resonance imaging)을 통해 관심 있는 기능적 영역을 고정확하게 식별하는 것이 있습니다. 이 프로토콜은 측두엽 영역을 독특하게 보여주어, 고급 연구자와 초보 연구자 모두가 인간 뇌에서 이 영역을 정확히 식별하는 데 도움을 줍니다. 첫 번째 시연은 편도체 추적을 다룹니다.
먼저 뇌 내 구조를 국소화하는 것부터 시작하세요. 라이먼 인슐라가 나타나는 편도체의 첫 번째 단면을 식별하세요. 이 지점은 전두엽과 측두엽 사이의 백질 연결이 연속적으로 이루어지는 곳입니다.
시교차도 또 다른 중요한 이정표입니다. 그 다음 각도 다발을 편도체의 하측 경계로 사용하여 코로나 시점에서 편도체의 마지막 단면을 식별합니다. 측뇌실의 측두뿔 내측 확장부보다 구조가 위쪽이고, 해마 머리의 돌출부인 감추회(uncinate gyrus)보다 외측에 위치한 층을 찾으세요.
이제 편도체를 추적하기 위해, 전방 합합체가 양반구 전체에 걸쳐 연속적으로 나타나는 첫 번째 단면을 식별하고, 편도체가 전형적인 형태로 보이는 곳을 식별합니다. 안쪽 고랑을 상내측 경계로 삼아 안쪽 고랑을 사용하고, 백질을 따라 반년형 고랑의 밑에서 편도체 하쪽 끝까지의 가상선을 안측 내측 경계로 삼습니다. 측두줄기를 측면 경계로 삼고, 상측 곡선을 따라 후방 절편을 따라 추적하며, 섬섬 하원형 고랑의 안저 수준에서 반년회를 따라 시신경로까지 가상의 선을 그립니다. 감싸 회는 반드시 제거하세요. 측심실의 측두뿔과 측두뿔을 하측 경계에 사용하고, 측두줄기를 측측 경계로 사용합니다.
곡선을 아주 옆으로 따라가서 따라 따라 그리기를 완성하세요. 특히 시상체와 축방향 시점을 기준으로 초기 절편도체의 편도체를 주변 부위, 측피질, 장피질과 구분하는 데 주의를 기울인 후, 앞뒤 방향으로 편도체를 절편체별로 체계적으로 추적합니다. 이 지침을 따르면, 내측 측두엽에서 다음으로 국소화해야 할 구조는 해마입니다. 측심실의 측두뿔이 편도체 하측 경계를 따라 나타나면 해마를 따라 추적하기 시작하고, 측심실 삼각의 내측 내측에서 마지막으로 나타나는 해마를 추적할 때는 항상 대체 시각 방향을 활용하여 해마와 그 경계를 국소화하는 데 도움을 줍니다.
해마의 경계를 정의하기 위해서는 우선 상부 측면에서 알리우스와 FIA를 구분하는 것부터 시작한다. 측두뿔은 측면 측면에서 각다발을 따라 아래쪽으로 따라 따라 하부 경계를 정의합니다. 해마를 같은 정의로 계속 추적하세요.
또한 울루를 분절에 포함시켜 해마 측 백질 다발과 바로 접하게 한다. 상부는 상부의 곡선과 정렬되며 주로 해마에서 수평으로 뻗어 나갑니다. 다음 세 가지 구조물을 추적할 때 특별히 주의를 기울입니다.
먼저, 분절에 후면 책임을 포함하세요. 둘째, 분할에서 알리우스 위의 맥락총을 생략해야 하지만, 저해상도 이미지에서는 불가능할 수 있습니다. 셋째, 꼬리핵의 꼬리 부분을 포함하지 않도록 두 가지 대안적 관점을 참고하세요.
다음으로 추적할 부위는 해마 부회(para hippocampal gyrus)입니다. 외측에 위치한 회음 피질을 포함하는 용어입니다. 내측 측면의 삼세 피질과 전방 절편의 해마 측 피질은 회음피질의 첫 번째 단면을 정의하며, 삼부 피질 시작 전 측부 설이 나타나는 모습을 보입니다. 회음피질은 측부 고랑 측강의 내측 가장자리에서 알베회(albe) 회의 외측 안저 또는 내측 안저까지 추적합니다.
알베의 두 개의 회가 존재하거나 등측 측두의 극점의 중간점에 해당한다. 이 회가 없을 때는 내측측두극설의 기저를 상부로, 필 표면을 내측 내측 경계로 사용하여 라이먼 섬섬에서 약 5밀리미터 앞쪽 피질을 추적하기 시작한다. 편도체가 나타나면 반환상설의 기저부가 상경계, 즉 각다발의 허상 확장이 심실강과 만나는 지점이 됩니다.
반고리 고리가 구별되지 않으면 회음피질과 삼중 피질의 경계가 절편마다 달라질 수 있습니다. 측부 고랑이 깊을 때, 즉 1.5cm 이상 이 구간의 내측 가장자리에서 측변 중앙점까지 회음 피질을 따라 그립니다. 정칙적인 측측 설쿠스가 있고, 깊이가 1센티미터에서 1.5센티미터인 경우, 회음 피질을 측측 설의 내측 뱅크 중앙점에서 구슬 측근의 내측 끝까지의 영역으로 추적합니다.
1cm 미만의 얕은 측부 고랑의 경우, 이 고도의 안저에서 추도회(fusiform gyrus) 정관점까지 회음 피질을 따라 추적합니다. 측부 고울이 보통 삼촌 꼭대기 수준에서 안저에서 작은 회가 나오면서 중단되면, 회음 피질을 외측 고랑의 안저까지 추적합니다. 장피질을 따라 측목 꼭대기에서 약 1.5밀리미터 뒤쪽까지 따라가세요.
회음 피질의 내측 경로를 내측으로 확장하여 장피질이 끝난 후 그 자리를 차지하며, 사다리의 정의는 3밀리미터 길이에 걸쳐 계속 적용됩니다. 이 외에는 회음 피질이 해마 부피질로 대체됩니다. 적절한 시작은 회음피질 끝 바로 뒤쪽 절편에서 해마 피질 부위를 따라 따라가고, 해마 꼬리 끝 약 4밀리미터 뒤쪽을 따라 끝을 따라 추적합니다.
회음피질 후방에 대해 설명한 것과 같은 방식으로 해마 피질 본부를 따라 따라 칼시네 설커스가 나타나 구슬의 하쪽 가장자리까지 제한합니다. 이 정도 수준에 작은 고랑이 나타난다면 분절에 포함시키세요. MTL 구조를 추적한 결과가 3D 렌더링과 2D 이미지에서 나타나 뇌 오른쪽에 대표적인 단편 위치를 보여줍니다.
이 편도체 관상 이미지는 수동 추적과 자동 분할 결과 간의 가능한 차이를 극단적으로 보여줍니다. 오른쪽 패널에서 볼 수 있듯이, 일반적인 자동 분할 소프트웨어는 편도체의 일부만 식별하고, 전문가의 눈으로 편도체의 일부로 식별할 수 있는 조직의 절반 이상을 간과했습니다. 비슷한 과소평가가 우측 편도체에서도 어느 정도 발생했습니다.
여기 수작업 추적으로 얻은 단일 피험자의 양측 편도체와 하마 캠피의 대표적인 부피 결과가 나타난다. 현재 프로토콜과 자동 분할을 사용하면, 자동 분할이 비교된 네 구조 각각의 부피를 잘못 추정한 것을 관찰할 수 있습니다. 이 절차 후에는 내측 측두엽 구조가 두 연령대 또는 건강한 그룹과 임상 그룹 간에 체피 차이가 있는지 여부와 같은 질문에 답하기 위해 부피 통계를 수집할 수 있습니다.
추적 시 정확성과 효율성을 보장하기 위해서는 관상면, 축면, 시상면을 모두 참고하는 것이 중요합니다. 이 영상을 보면 구조의 해부학적 경계를 알고 MIT 측두엽 영역의 자동 분할을 정확히 식별하고 수동으로 추적하거나 조정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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본 연구에서는 고해상도 자기공명영상을 이용하여 내측 측두엽(MTL) 구조를 수동으로 추적하는 상세한 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 구조적 및 기능적 MRI 연구의 건강한 집단과 임상 집단 모두에 적용 가능합니다.
내측 측두엽 구조의 정확한 해부학적 묘사는 부피 변화가 핵심 바이오마커로 작용하는 신경퇴행성 질환 연구의 타겟 검증에 매우 중요합니다. 수동 추적 프로토콜은 구조적 MRI 분석의 기전적 모호성을 줄여 예측 신뢰도를 높이며, 전임상 및 임상 연구 전반에 걸쳐 신뢰할 수 있는 바이오마커 정렬을 지원합니다. 이러한 접근 방식은 fMRI 신호 추출 및 구조-기능 공국소화를 위한 일관된 ROI 정의를 가능하게 하여, 타겟 결합 연구의 중개적 연속성을 향상시킵니다.
본 방법은 타겟 검증 및 바이오마커 연구를 위한 해부학적으로 정밀한 MTL 분할을 제공함으로써, 초기 탐색부터 리드 화합물 도출 및 전임상 단계에 이르는 신약 개발 연속 과정을 지원합니다.