관리의 실시간 fMRI Neurofeedback 훈련에 대 한 프로토콜

이 절차의 전반적인 목표는 인간 뇌의 신경 가소성 메커니즘을 국소적으로 제어할 수 있도록 하는 것입니다. 실시간 기능적 자기 공명 영상(functional magnetic resonance imaging)의 뉴로피드백을 사용합니다. 뉴로피드백 훈련은 약물 사용이나 침습적 외과적 개입 없이 표적 뇌 영역의 시냅스 전위를 변경함으로써 뇌의 신경학적 장애와 싸울 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

이 기술의 가장 큰 장점은 피험자가 체계적인 방식으로 국소적인 뇌 활동을 내인성적으로 변경하는 방법을 배울 수 있다는 것입니다. 국소적인 뇌 활동을 변경하는 데 사용되는 전략은 스마트폰, 태블릿과 같은 유비쿼터스 플랫폼으로 변환되어 가정에서 간단한 솔루션을 가능하게 할 수 있습니다. 뇌 연결성의 비정상적인 시냅스 전위는 자폐증, 외상성 뇌 손상, 파킨슨병 및 전정 장애를 포함한 많은 신경 장애와 관련이 있습니다.

피드백은 뉴런 활동과 관련된 화학역학적 변화를 기반으로 하므로 시간적 해상도가 좋지 않아 일부 피험자의 훈련을 더 어렵게 만듭니다. 뇌 영역의 과잉 활동은 종종 이명 환자에서 발견되기 때문에 이 접근 방식은 피험자가 관심 영역의 활동을 하향 조절하도록 가르치는 것을 목표로 합니다. 자기 공명 영상 또는 MRI 기계의 TR 트리거 출력을 자극 PC에 연결하여 시작합니다. 그런 다음 헤드 코일에 부착된 거울을 통해 참가자가 볼 수 있도록 MR 호환 디스플레이를 배치합니다.

다음으로, 참가자를 스캐너 테이블에 누운 자세로 눕힙니다. 참가자의 머리에 헤드폰을 착용하고 귀가 덮여 있는지 확인합니다. 그런 다음 헤드 코일 안에 머리를 넣으라고 요청하십시오.

헤드 코일의 상체를 제자리에 잠그고 미러를 헤드 코일에 부착합니다. 참가자의 손에 응답 장치를 놓습니다. 다음으로, 스캐너를 기준으로 참가자의 나시온 위치를 랜드마크화하고 랜드마크를 MRI 보어의 중앙 위치로 이동합니다.

마지막으로 참가자가 미러를 사용하여 전체 디스플레이를 볼 수 있는지 확인합니다. MRI 룸에서 참가자에게 작업 지침을 제공하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 MRI 스캐너의 스캔 버튼을 눌러 가청 자극 및 데이터 수집의 동기화된 관리를 시작합니다.

gradient recall echo MRI 펄스 시퀀스를 사용하여 전체 뇌 에코 평면 이미지를 수집합니다. 다음으로, 다변량 통계를 사용하여 활성화 맵을 계산하고 평균 fMRI 이미지에 오버레이된 활성화 맵을 사용하여 후속 뉴로피드백에 대한 피드백 신호가 도출될 영역을 결정합니다. 그런 다음 슬라이스 슬라이더 막대를 사용하여 슬라이스를 탐색하여 fMRI 데이터에서 볼 수 있는 해부학적 마커(예: 외심실 전두뿔의 아래쪽 표면)를 찾습니다.

임계값 슬라이더 막대를 사용하여 활성화 맵을 임계값으로 설정하면 대상 영역에서 기능적 로컬라이저 중에 가장 강력하게 활성화된 상자 셀이 표시됩니다. 마지막으로 마우스 왼쪽 버튼을 사용하여 선택한 임계값 이상으로 활성화되고 대상 영역 내에서 ROI에 추가할 개별 복셀을 선택합니다. 참가자에게 뇌 활동을 원하는 상태로 이끄는 마음챙김 작업을 수행하도록 지시하는 것으로 시작합니다.

이명의 예에서, 참가자에게 청각 기관에서 감각 시스템 중 하나로 주의를 돌려 청각 활동을 줄이도록 지시합니다. 피드백을 제공하기 전에 데이터를 정규화하려면 참가자에게 스캔 시작 시 표시되는 카운트다운 동안 긴장을 풀도록 지시합니다. 그런 다음 MRI 스캐너의 스캔 버튼을 눌러 동기화된 자극 표시 및 데이터 수집을 시작하고 기능 로컬라이저 스캔과 동일한 방식으로 에코 평면 이미지를 수집합니다.

그런 다음 카운트다운 타이머와 빈 피드백 디스플레이를 시각적으로 표시합니다. 다음으로, 온도계 스타일의 막대 플롯을 통해 현재 피드백 신호를 표시하며, 여기서 막대의 높이는 선택한 상자 셀에서 측정된 신호에 비례합니다. 그런 다음 참가자에게 긴장을 풀거나 온도계 막대를 올리거나 내리도록 요청하는 지침을 피드백 디스플레이에 오버레이합니다.

마지막으로, 뉴로피드백 세션이 완료된 후 환자를 스캐너 밖으로 데리고 나갑니다. 이러한 결과는 14일 이내에 수행된 5개의 개별 세션에 걸쳐 분리된 5개의 6분 24초 동안 뉴로피드백 실행에서 왼쪽 DLPFC의 제어가 크게 증가했음을 나타냅니다. 또한 MBAT 실습과 결합된 fMRI NFT는 목표 영역에 국한되고 작업 기억 네트워크의 상위 또는 하위 구성 요소에 영향을 미치지 않는 뇌 활동의 초점 변화를 생성합니다.

이 기술을 사용하는 단일 교육 세션을 마스터하면 20분 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 뉴로피드백을 위한 대상 뇌 영역을 신중하게 선택하는 것이 중요합니다. 확산 텐서 이미징, 자기 공명 분광법, 동맥 스핀 라벨링 및 행동 테스트와 같은 다른 방법은 이 절차 전후에 수행하여 신경 가소성 변화에 대한 추가 통찰력을 제공할 수 있습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 실시간 기능적 자기 공명 영상에서 뉴로피드백 훈련을 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. MRI와 관련된 자기장은 심각한 안전 문제를 일으킬 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 따라서 항상 적절한 선별 검사를 수행해야 합니다.