Name: 알코올 중독 인지에 관한 컨트롤 중 전 두 엽 신경 Synchrony의 중단 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 26 s
Description: 학습하세요 알코올 중독 시 전두엽 신경 동기화 중단을 aMEG로 분석하는 방법입니다. 이 연구는 의사결정 과정에서 뇌 진동 역학과 인지 제어 메커니즘을 실시간으로 조사합니다.

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이 작품은 건강의 국가 학회 (R01-AA016624)에 의해 지원 되었습니다. 우리는 그녀의 중요 한 기여에 대 한 닥터 산 Kovacevic에 감사입니다.

이 실험 프로토콜, 샌디에고가 주 대학에 인간의 과목 보호 위원회에 의해 승인 되었습니다.
1. 인체
<ol><li>건강 한 오른 손잡이 성인 자원 봉사자를 모집 하 고 그들의 동의 얻을 포함/제외 기준에 그들을 화면. 참고: 이 연구, 20 젊고, 건강 한 개인에서에서 (± 표준 편차 [SD] 나이 의미 = 25.3 ± 4.4 년) 포함 8 여자 결코 치료에 또는 없음 보고서 관련된 범죄, 약물 또는 알코올에 대 한 체포는 적당히 마시는 사람을 모집 했다 알코올 중독 관련 짧은 미시간 알콜 중독 검사 테스트28에 누가 연기 하지 않으며 누가 정신병 무질서 또는 현재 건강 문제, 역사 없고 약물 치료는 불법 물질을 사용 하 여 무료 증상과 내부 강자성 개체 또는 임 플 란 트입니다.</li>
</ol>2. 실험 설계
<ol><li>3 멕 세션 (노 음료 소개 세션 및 알코올 및 위약은 counterbalanced 방식으로 실시 하는 두 개의 실험 음료 세션), 및 1 개의 구조 MRI 검사를 포함 하 여 각 참가자 4 번을 검색 합니다. 참고: 이 주제 내의 디자인에서 참가자 역할을 자신의 컨트롤 알코올 및 위약 세션에 참여 하 여. 이 디자인 오류 차이 감소 시키고 두뇌 해부학, 활동 패턴 및 알코올 대사에 개별 다양성의 영향을 최소화 하 여 통계적 인 힘을 증가.</li>
</ol>3. 멕 수집 검사
<ol><li>
친 하 게 세션을 수행 합니다.
	<ol>
<li>초기 입문 세션 동안 설문 조사 참가자의 의료 기록, 그들의 음주 패턴 및 알코올 중독 관련 증상28,29, 가족 역사의 심각도 대 한 더 많은 정보를 관리합니다 알코올 중독30, 및 성격 특성 impulsivity31,32를 포함 하 여.</li>
		<li>3.2, 3.3, 3.5 단계에서 아래에 설명 된 프로토콜에 따라 멕 스캐너에서 초기 녹음을 실시 합니다. 어떤 음료를 제공 하지 않습니다. 작업을 설명 하 고 연습 버전 허용 참가자 얻을 익숙하게 그것 미리를 실행 합니다. 참고: 실험적인 상황에 새 환경 순응 상황 유발 자극33, 후속 알코올 및 해당 차원에 대 한 위약 세션을 동일시 함으로써 잠재적인 효과 최소화의 목적을 제공.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
알코올/위약 실험 세션을 수행 합니다. 참고: 관리 음료 제외한 알코올 및 위약 세션 동안 동일한 실험적인 절차를 따르십시오. 먼저 한 알코올 음료를 관리 함으로써 음료 순서를 맞출 참가자와 위약 임의의 순서로 다른 절반의 절반.<ol>
<li>멕 실험실에 도착 그들의 스캐너에 있는 참가자가 가능한 자화에 대 한 채널을 확인 하 여 간단한 테스트 검사를 실행 합니다. 그들의 무게를 측정 합니다. 전자 측정기와 그들을 화면. 실험 전에 3 h에 대 한 음식 48 h에 대 한 알코올에서 기권 하 요구 사항 준수에 대 한 그들을 쿼리 합니다.</li>
		<li>모든 참가자 로부터 다중 약물 테스트 패널에 대 한 소변 샘플을 수집 하 고 어떤 약물에 대 한 긍정적인 테스트 제외. 또한, 여성 참가자는 소변으로 임신에 대 한 테스트 및 테스트 긍정 또는 경우에 그들은 그들 임신 될 수도 있습니다 의심 하는 사람들을 제외를 확인 합니다.</li>
		<li>음주 전에 표준화 규모34 그리고 실험 기간 동안 2 개의 추가적인 경우-오름차순 사지 (~ 15 그들의 순간적인 감정과 상태를 평가 하려면 묻는 참가자에 의해 알코올의 주관적인 효과에서 동적인 변화를 평가 음료를 소모한 후 분)와 멕 녹음 후 호흡 알코올 농도 곡선 (BrAC)의 하강 다리.</li>
		<li>참가자 기록 하기 전에 작업을 이해할 수 있도록 자극 프레 젠 테이 션 소프트웨어와 함께 노트북에 룹 작업의 연습 실행을 관리 합니다. 참고: 룹 작업의이 버전은 읽기와 색상 이름 (그림 1). 색상 단어 (즉, 빨강, 녹색, 파랑, 노랑) 일치 글꼴 색 (즉, 단어 "녹색" 녹색에서 인쇄)에서 인쇄 된 합동 조건에 의하여 이루어져 있다. 조화 상태에서 색상 단어의 의미 (즉, "녹색"는 노란색으로 인쇄 된 단어)와 일치 하지 않는 색상에 인쇄 됩니다. 색상, 또는, 단어 단어18,23의 의미에 해당 하는 버튼을 누르면 회색으로 쓸 때 단어 작성 된 때마다 글꼴 색에 해당 하는 4 개의 단추 중 하나를 눌러 참가자를 요구 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MEG/EEG 기록 준비. 참고: 멕 데이터 수집의 세부 사항을 이전 간행물35,,3637에서 설명 되었습니다.<ol>
<li>EEG 모자 또는 개별 EEG 전극 참가자의 머리에 놓고 모든 임피던스 5 k ω 같습니다 확인 하십시오.</li>
		<li>이 마의 고 각 귀 뒤에 양쪽에 머리 위치 표시기 (HPI) 코일을 연결 합니다. 참고: 이 단계는 Neuromag 시스템 합니다.</li>
		<li>위치는 교정 등 표준 포인트와 두 개의 preauricular 포인트, HPI 코일, EEG 전극의 위치를 디지털화 하 고 많은 수의 추가 요소 (~ 200) 머리 모양을 묘사. 이 정보를 사용 하 여 해 부 MRI 이미지 (그림 2)와 함께 공동 등록에 대 한.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
음료를 관리 합니다.
	<ol>
<li>각 참가자의 성별 (남성, 여성을 위한 0.55 g/kg 알코올 알코올 0.60 g/kg), 무게에 따라 냉장 오렌지 주스 (25 %v / v), 프리미엄 품질 보드카를 혼합 하 여 알콜 음료를 준비 0.0638의 BrAC 타겟팅. 위약 음료 보드카와 swabbed 바퀴와 안경에 오렌지 주스의 동일한 볼륨을 제공 합니다. 약 10 분에 음료를 소비 하는 참가자를 요구 하십시오.</li>
		<li>녹음 실에 들어오기 전까지 음주 후 ~ 15 분 마다 5 분 후에 시작 하는 음주 측정기와 참가자의 BrAC를 확인 하십시오. 전자 기기 차폐 룸에서 사용할 수 없습니다, 타 액에서 포화 하는 판독을 제공 하는 소켓에 삽입 됩니다 면봉으로 구성 된 타 액 알코올 테스트를 사용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MEG/EEG 데이터 취득.
	<ol>
<li>스캐너에 편안 하 게 참가자를 놓습니다. 특정 관심의 전 두 엽 활동 이므로, 참가자의 머리는 헬멧의 상단을 만지고 있다 고 앞에 함께 정렬 배치 됩니다 확인 하십시오. 참고: 머리 위치 자기장 기온 변화도 센서와 두뇌 소스39사이의 거리의 큐브 감소 하기 때문에 중요 한 방법으로 활동 예상 발생할 수 있습니다.</li>
		<li>HPI 코일 및 전극의 모든 스캐너에 각각 그들의 입력에 연결 합니다. 편안 하 게 단추를 누를 수 있도록 응답 패드를 배치 합니다. 글꼴은 명확 하 게 참가자 앞 프로젝션 스크린에 읽기 확인 하십시오.</li>
		<li>콘솔 방에 다시 인터 제대로 작동 하 고 있는지 확인 합니다. 점멸을 최소화 하기 위해 참가자를 생각나 게 하 고 얘기로 인 한 머리 움직임을 포함 하 여 움직임을 피하기 위해. 참가자가 대신 응답 버튼을 눌러 질문에 응답 하도록 지시 합니다.</li>
		<li>모든 응답 및 자극 트리거 올바르게 기록 됩니다 확인 합니다. 아티팩트에 대 한 모든 채널을 검사 하 고 스캐너에서 머리 위치를 측정 한다.</li>
		<li>데이터 수집을 시작 하 고 작업을 시작 합니다. 모든 ~2.5 분 눈을 휴식을 제공 합니다. 작업 완료 시 데이터를 저장 하 고 녹음 실에서 참가자를 호위.</li>
		<li>참가자가 스캐너를 종료 하 고 때 취득 수단이 잡음의 측정으로 빈 룸에서 데이터의 약 2 분.</li>
		<li>작업 난이도, 뿐만 아니라 그들의 순간적인 기분과 감정을34도, 그들은 느꼈다 어떻게 음주 imbibed 음료의 콘텐츠를 인식 하는 속도에 참가자를 요구 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 이미지 수집 및 구조 MRI의 대뇌 피 질의 재구성
<ol><li>각 참가자에 대 한 고해상도 해 부 MRI 스캔을 FreeSurfer 소프트웨어40,,4142각 참가자의 대뇌 피 질의 표면 재구성 합니다.</li>
	<li>내부 두개골 표면 세그먼트 구조 MRI 이미지에서 파생 된을 사용 하 여 각 개인의 뇌 해부학43 와 일치 하는 전달 솔루션에 대 한 모델을 제공 하는 데 사용 되는 볼륨 지휘자의 경계 요소 모델을 생성 , 44.</li>
</ol>5. 멕 데이터 분석
참고: 사용 하 여 각 참가자의 재건된 대뇌 피 질의 표면 외피 리본40,,4546소스 견적 제한 해부학 제약 멕 방식으로 데이터를 분석 합니다. 분석 스트림 FieldTrip47, MNE49, EEGLab48, 등 공개적으로 사용 가능한 패키지에 종속성이 있는 사용자 지정 함수에 의존 합니다.
<ol><li>데이터 전처리 하는 동안 허용 대역 통과 필터를 사용 하 여 (예를 들어, 0.1-100 Hz) 및 각 끝에 간격 패딩 포함 하는 세그먼트에 자극 증상에 따라 epoch 데이터 (예를 들어,-600-300 후 800 ms에 걸친 관심의 간격 1100 ms에는 패딩의 제거)입니다.</li>
	<li>소음과 플랫 채널, 뿐만 아니라 시험 검사 하 여 유물을 포함 하 고 임계값을 기반으로 거부를 사용 하 여 제거 합니다. 제거 eyeblink 및 하트 비트 독립적인 구성 요소 분석48 을 사용 합니다. 잘못 된 응답으로 재판을 제거 합니다.</li>
	<li>Morlet 웨이브 (그림 3)47 1 Hz 단위로 세타 주파수 대역 (4-7 Hz)에 각 시험에 대 한 복잡 한 파워 스펙트럼을 계산 하기 위해 적용 됩니다. 추가 모든 아티팩트를 제거 합니다. 빈 공간 데이터에서 노이즈 공분산을 계산 합니다.</li>
	<li>
공동 MRI 이미지를 3 차원 (3D) 머리 디지털화 정보 (그림 2)를 사용 하 여 멕 데이터를 등록 합니다.
	<ol>
<li>MRIlab 모듈을 엽니다.</li>
		<li>파일을 선택 | 오픈 | 구조 MRI 선택.</li>
		<li>파일을 선택 | 가져오기 | Isotrak 데이터 | 원시 data.fif 파일 선택 | 확인 포인트.</li>
		<li>창 | 랜드마크 | 표준 랜드마크 조정 멕 데이터와 MRI의 공동 등록 허용 될 때까지.</li>
		<li>파일을 선택 | 저장.</li>
	</ol>
</li>
	<li>스펙트럼 동적 통계 매핑 접근18,50세타 소스 전력 및 소음 감도 정규화 견적을 계산 합니다. % 신호 변경 이벤트 관련 세타 소스 전원 표현 기준선을 기준으로.</li>
	<li>평균 대뇌 피 질의 표현51에 각 참가자의 견적을 모핑 하 여 이벤트 관련 세타 소스 전원의 그룹 평균을 만듭니다.</li>
	<li>
Sulcal 견적 (그림 4)의 가시성을 향상 시키기 위해 비정상적된 평균 표면에 소스 견적을 시각화.
	<ol>
<li>MNE 소프트웨어를 엽니다.</li>
		<li>파일을 선택 | 표면 로드 | 부하 증가 그룹 평균 FreeSurfer 대뇌 피 질의 표면.</li>
		<li>파일을 선택 | 오버레이 관리 | Stc 로드 | 데이터 그룹 평균 로드 | 사용 가능한 오버레이 선택 로드 파일.</li>
		<li>다른로 선택 오버레이 형식입니다.</li>
		<li>색 눈금 임계 처리 조정 | 보기.</li>
		<li>뇌 영화 보기 고 지역과 시간 windows 높은 활성화 특징을 식별 하 여 처리의 spatio 시간적 단계를 검사 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>관심 (ROIs) 가장 주목할 만한 소스 힘을 가진 대뇌 피 질의 위치 통합을 전반적으로 그룹 평균 예측에 따라 편견된 영역을 만듭니다. 각 주제, 조건 및 ROI (그림 5)에 대 한 시간 코스를 계산 합니다.</li>
	<li>
통계 분석을 얻은 세타 소스 전원 견적 제출.
	<ol>
<li>각 ROI 시간 과정에서 관심의 윈도 즈 시간을 추출 하 고 분산 분석 (ANOVA) 음료 (알코올, 위약)와 주제 요소 내로 시험 유형 (일치, 조화)를 수행. 비패라메트릭 클러스터 기반 순열 테스트52 를 사용 하 여 이벤트 관련 세타 파워의 음료 및 조건 비교 잘으로 위상 잠금 값 (PLV) 검사.</li>
	</ol>
</li>
	<li>PLV12를 계산 하 여 ACC에서 주요 활성화 foci에서 latPFC 사이 장거리 동기화 작업 관련 변화를 예상. % 변경 기준선을 기준으로 PLV를 표현 한다. 참고: 정도는 그들은 공동 진동 특정 주파수에서와 실시간으로 (영화 1) 측정으로 PLV 재판에서 두 ROIs 사이의 위상 각의 일관성의 지표 이다.</li>
	<li>투자 수익 멕 활동 견적, 행동, 성능과 관찰된 결과의 해석에 게 설문 조사 점수 인덱스 사이의 상관 관계를 계산 합니다.</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

이 연구에 사용 된 방법 이미징 multimodal 각 참가자의 구조상 MRI에서 파생 하는 역 추정의 공간 제약 함께 일시적으로 정확한 멕 신호의 분산된 소스 모델링 구성 되어 있습니다. AMEG 접근 진동 역학의 spatio 시간적 단계 인지 제어 실천과 장거리 통합에 대 한 통찰력을 제공 하기 위해 이러한 기술의 장점을 결합 합니다. 제공 합니다 다른 neuroimaging 기술 보다 더 큰 시간 정밀도 같은 초9를 커플링 하는 혈관을 통해 신경 변화를 간접 감도 때문에의 크기에 그 시간적인 해상도 fMRI 굵게. 비교에서는, 멕 신호의 밀리초 정밀도 현재 연구에 의해 증명으로 신경 처리 단계, 조사에 대 한 수 있습니다. AMEG 모델 가정 멕 신호의 분산된 소스는 대뇌 피 질의 따라, 표면 구조 MRI 이미지에서 재건 하는 때 제공 공간 제약 활동 견적45,53. 이러한 공...

이 연구의 전반적인 목표는 뇌 진동 역학과 인지 제어 중 장거리 기능 통합 spatio 시간적 변화에 급성 알코올 중독의 효과 살펴보는 것입니다. 고용된 multimodal 접근을 이미징 magnetoencephalography (멕) 및 구조 자기 공명 영상 (MRI) 고정밀 시간 및 대화형 시스템의 수준에서 의사 결정의 신경 기초에 대 한 통찰력을 제공을 결합 합니다.
유연한 동작 하면 상황별 요구 변화에 적응 하 고 다른 작업 및 의도 및 목표와 요구 사항을 전략적으로 전환할 수 있습니다. 목표 관련 하지만 비 습 관성 행동에 찬성 하 여 자동 응답을 억제 하는 용량 인지 컨트롤의 필수적인 부분입니다. 광범위 한 증거 주로 정면 외피 네트워크, 이전 대상 피 질 (ACC)이 대화형 네트워크1,2,,34에서 중앙 노드로 하 여 subserved는 건의 한다. ACC와 측면 정면 외피가 사이의 풍부한 해부학 적 연결 잘 설명된5,6, 인지 컨트롤, 응답 선택 하는 동안이 지역 간의 통신의 기능적 특성은 그리고 실행은 제대로 이해.
매우 영향력 있는 충돌 감시 이론7,8 제안 인지 제어 중간과 측면 전 두 엽 외피가 간의 동적 상호 작용에서 발생 합니다. 이 계정 purports ACC 경쟁 표현 사이 충돌을 모니터링 하 고 측면 전 두 엽 피 질 (latPFC) 응답 컨트롤을 구현 하 고 성능을 최적화에 종사. 그러나,이 계정은 주로 혈액 산소 수준 의존 (BOLD) 신호를 사용 하 여 기능적 MRI (fMRI) 연구에 근거한 다. FMRI 대담한 신호는 우수한 공간 매핑 도구, 하지만 neurovascular 커플링에 의해 중재 지역 hemodynamic 변화를 반영 하기 때문에 시간적 해상도 제한 됩니다. 그 결과, 대담한 신호 변경 규모로 훨씬 느린 시간 (초) 기본 (밀리초)에서 신경 이벤트9보다 전개. 또한, 대담한 신호는 알코올의 vasoactive 효과10 그리고 급성 알코올 중독의 연구에 덜 적합 하 게 신경 변화의 크기를 정확 하 게 대표 하지 않을 수 있습니다. 따라서, 중간과 측면 전 두 엽 외피가 일시적으로 정확한 방식으로 신경 이벤트를 기록 하는 방법으로 검사할 수 알코올 중독 필요에 그것의 감도 사이 추정 된 상호 작용. 멕은 우수한 시간적 해상도 postsynaptic 전류 직접 반영. 여기 고용 해부학 제약 멕 (aMEG) 방법론을 결합 하 여 복합 접근 배포 구조 MRI로 멕 신호 소스 모델링입니다. 시간적 순서 ("때") 관련 된 신경 구성 요소를 이해 하 고 여기서 발생 하는 충돌-그리고 음료-관련 된 뇌 진동 변경의 추정에 대 한 수 있습니다.
의사 결정 인지 제어에 증가 요구 처리를 동적으로 종사 하는 분산 된 뇌 영역의 상호 작용에 의존 합니다. 한 두 외피 지역 사이 장거리 synchrony에서 이벤트 관련 변경 추정 방법은 그들의 공동 진동11,12의 색인 커플링 그들의 단계를 계산 하. 현재 연구 이론 ACC와 latPFC 사이 co-oscillatory 상호 작용을 검사 하 여 모니터링 하는 충돌의 기본 교리를 테스트 하는 위상 잠금 분석 적용. 세타 범위 (4-7 Hz)에서 신경 진동 인지 컨트롤과 연결 된 고 탑-다운 인지 처리13,14에 필요한 장거리 동기화를 지 원하는 기본 메커니즘으로 제안 되어 15,16. 그들은 작업 어려움의 기능으로 전 두 엽 영역에서 생성 되 고 크게 급성 알코올 중독17,18,,1920에 의해 감쇠.
장기간 과도 한 알코올 섭취와 되 고 특히 영향을 받는21,22엽 회로 인식 적자의 범위와 연결 됩니다. 급성 알코올 중독 증가 어려움, 모호성, 또는 응답 호환성17,,2324를 유도 하는 그의 조건에서 인지 제어에 유해 하다. 의사 결정에 영향을 미치는 알코올 목표 지시 동작을 방해할 수 있습니다., 불 쌍 한 자기 통제에서 증가 음주, 그리고 트래픽 또는 업무 관련 위험25,26,27에도 기여할 수 있습니다. . 현재 연구 세타 밴드와 우수한 시간적 해상도 주 집행 영역 사이의 synchrony에서 진동 활동을 측정 하는 aMEG 접근을 사용 합니다. 세타 활동 및 ACC는 latPFC 사이 공동 진동에 알코올의 영향 elicited 룹 간섭 작업에 의해 충돌의 기능으로 검사 합니다. 우리는 증가 인지 수요와 큰 기능 synchrony 연결 그 알코올 유발 dysregulation 중간과 측면 전 두 엽 외피가의 동기 활동의 기초가 인지 제어에 장애 가설.

<table><tbody><tr><td>Elekta Neuromag</td><td>Elekta</td><td></td><td>자기 뇌파 검사 시스템</td></tr><tr><td>1.5 T GE EXCITE HG</td><td>일반 전기</td><td></td><td>자기 공명 이미징 스캐너</td></tr><tr><td>골드 컵 전극</td><td>OpenBCI</td><td></td><td>동시 EEG 기록 옵션을위한 전기 뇌파 전극</td></tr><tr><td>준비 확인 임피던스 미터</td><td>일반 장치</td><td></td><td>전극 임피던스 확인</td> 전극</tr><tr><td>HPI 코일</td><td>Elekta</td><td></td><td>공동 등록을위한 헤드 위치 표시기 코일</td></tr><tr><td>Alcotest</td><td>Draeger</td><td></td><td>음주 측정기</td></tr><tr><td>광섬유 응답 패드</td><td>Current Designs, Inc</td><td></td><td>MEG 호환 응답 패드</td></tr><tr><td>그레이 구스 보드카</td><td>바카디</td><td></td><td>보드카는 알코올 세션 중에 사용됩니다</td></tr><tr><td>오렌지 주스</td><td>네이키드</td><td></td><td>오렌지 주스는 위약 세션 동안 음료로 사용되며 알코올 세션 동안 보드카와 혼합됩니다.</td></tr><tr><td>약물 테스트 카드 발견</td><td>American Screening Corp</td><td>멀티 스크린 약물 테스트</td><td></td></tr><tr><td>QED 타액 알코올 테스트</td><td>OraSure Technologies</td><td>타액 알코올 테스트</td><td></td></tr><tr><td>소변 hcg 테스트 스트립</td><td>Joylive</td><td></td><td>임신 테스트</td></tr><tr><td>짧은 미시간 알코올 스크</td>리닝 테스트 <td>Selzer et al., 1975</td><td></td><td>Alcoholism screening questionnaire</td></tr><tr><td>Zuckerman Sensation Seeking Scale</td><td>Zuckerman, 1971</td><td></td><td>Questionnaire: disinhibitory, novelty-seeking, and socialization traits</td></tr><tr><td>Eysenck Impulsivity Inventory</td><td>Eysenck & Eysenck, 1978</td><td>설문지: 충동성 특성</td><td></td></tr><tr><td>Eysenck 성격 설문지</td><td>Eysenck & Eysenck, 1975</td><td>설문지: 성격 특성</td><td></td></tr><tr><td>Biphasic Alcohol Effects Scale&nbsp;</td><td>Martin et al., 1993</td><td></td><td>설문지: 알코올의 영향에 대한 주관적 경험</td></tr></tbody></table>

알코올 중독 인지에 관한 컨트롤 중 전 두 엽 신경 synchrony의 중단

Disruption of Frontal Lobe Neural Synchrony During Cognitive Control by Alcohol Intoxication

의사 결정 분산, 주로 정면 뇌 영역의 동적 상호 작용에 의존합니다. 기능성 자기 공명 영상 (fMRI) 연구에서 광범위 한 증거 앞쪽 대상 (ACC)와 측면 전 두 엽 외피가 (latPFC) 인지 컨트롤 실천과 필수 노드는 나타냅니다. 그러나, 그것의 한정 된 시간 해상도 때문에 fMRI 수 없습니다 정확 하 게 반영 타이밍 및 그들의 추정 된 상호 작용의 본질. 현재 연구를 "뇌 영화"의 형태로 구조 MRI 일시적으로 정확한 magnetoencephalography (멕) 신호의 분산된 소스 모델링 결합: (1) 추정 피 질 영역 인지 제어에 관련 된 ("어디 에"), (2) 특성 그들의 일시적인 순서 ("때"), 그리고 (3) 실시간으로 그들의 신경 상호 작용의 진동 역학 계량. 룹 간섭 지속적인된 감도 ACC에 latPFC 인지 요구를 통합 및 응답 준비 중 이어서 충돌 감지 시 ACC에 큰 이벤트 관련 세타 (4-7 Hz) 파워와 연관 되었다. 위상 잠금 분석 충돌 유도 조화 실험 세타 밴드에 그들의 증가 신경 synchrony를 나타내는 이러한 영역 간의 상호 작용을 co-oscillatory 밝혔다. 이러한 결과 세타 진동은 장거리 동기화 인지 제어 중 하향식 영향을 통합 하는 데 필요한 기본적인 확인 합니다. 멕 적합 하 게 달리는 fMRI 약리 조작 vasoactive 직접 신경 활동 혼동 한다 반영 한다. 현재 연구에서 건강 한 사회 술 꾼 내 주제 디자인에 온건한 알콜 투여 및 위약 부여 했다. 급성 중독 세타 전원을 룹 ACC와 latPFC, 알코올은 실천과 인식 제어 하는 신경 synchrony에 해로운 확인 사이 충돌 및 dysregulated 공동 진동 감쇠. 그것은 목표 지시 행동 강 박 음주에 기여 하 고 부족 한 자기 통제에서 발생할 수 있습니다 방해 합니다. 요컨대에서,이 인지 처리 하는 동안 실시간으로 상호 작용에 대 한 통찰력을 제공할 수 있습니다 메서드와 관련 신경 네트워크를 통해 약리 도전 선택적 감도 특성을 수 있습니다.

행동 결과 그 룹 작업 성공적으로 조작 응답 간섭 때문에 정확도 낮은 응답 조화 실험 (그림 6)에 가장 긴 시간을 나타냅니다. 알코올 중독 정확도 저하 하지만 반응 시간18에 영향을 미치지 않았다.
AMEG 방식으로 공개 하는 세타 주파수 대역에서 활동 spatio 시간적 순서는 전반적인 인지 기능 작업의이 유형에 서의 일반적으로 인정 된 모델 계약. 주로 정면 외피가 인지 통합 단계에 종사 하는 후부-앞쪽 활성화 패턴 뒤 자극 발병 후 약 100 ms에서 시각 영역이 활성화 뇌 영화 (영화 2)에서 볼 수 있듯이 후 ~ 300 양은 ACC는 특히 조화 (INC), 높은 충돌 시험, 동안 그것의 교전을 나타내는 충돌 모니터링. ACC 세...

이 실험은 급성 알코올 중독의 기능으로 인지 컨트롤의 약혼 하는 동안 뇌 진동 역학과 장거리 기능 synchrony를 검사 하는 해부학 제한 magnetoencephalography (aMEG) 메서드를 사용 합니다.

알코올 중독 인지에 관한 컨트롤 중 전 두 엽 신경 Synchrony의 중단

Decision making relies on dynamic interactions of distributed, primarily frontal brain regions. Extensive evidence from functional magnetic resonance ...

의사 결정은 기능성 자기 공명 영상 또는 FMRI로 광범위하게 연구된 동적 대화형 프로세스입니다. 신경 이미징 증거는 전방 cingulate 및 측측 전두엽 코르티칼이 신경망에 필수적인 노드임을 나타냅니다. 그러나 제한된 시간적 해상도로 인해 FMRI는 상호 작용의 타이밍과 특성을 실시간으로 정확하게 반영할 수 없습니다.본 연구는 MEG 신호의 분산 소스 모델링과 뇌 영화를 형성하는 구조 MRI를 결합한 해부학적으로 제한된 자기 및 뇌전도 또는 MEG 방법을 사용합니다. 그것은 우리가 급성 알코올 중독 의사 결정에 영향을 미치는 방법을 검사 할 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 것은 조 합퍼와 버크 로젠, 박사 과정 학생, 로라 바그너, 연구 동료가 될 것입니다.먼저 참가자를 MEG 실험실로 안내하여 테스트 스캔을 실행합니다. 스캐너에 넣고 채널에서 가능한 자화 여부를 확인합니다. 그런 다음 체중을 측정하고 전자 호흡기로 날려 버리게하십시오.알코올의 주관적인 효과의 동적 변화를 평가하려면, 그들은 음주 전에 표준화 된 규모와 실험 동안 두 개의 추가 경우에 자신의 순간 감정과 상태를 평가할 것이라고 피사체에게 알리고 호흡 알코올 농도 연석의 상승 및 내림차순 사지 동안. 그런 다음 자극 프리젠 테이션 소프트웨어가있는 랩톱에서 Stroop 작업의 연습 실행을 관리하여 참가자가 기록하기 전에 작업을 이해할 수 있도록합니다. 각 참가자의 성별과 체중에 따라 프리미엄 품질의 보드카와 차가운 오렌지 주스를 혼합하여 알코올 음료를 준비하십시오.같은 양의 오렌지 주스를 보드카로 물보라 음료로 보더로 봉제한 림과 함께 잔에 같은 양의 오렌지 주스를 제공합니다. 참가자에게 약 10분 안에 음료를 마시도록 요청하십시오. 다음으로, EEG 캡과 전자분해, EOG, 전극을 참가자의 머리에 배치합니다.모든 임피던스가 5킬로롬 미만이 있는지 확인하십시오. 헤드 위치 표시기, HPI, 이마의 양쪽과 각 귀 뒤에 코일을 부착합니다. 참조 프레임을 참가자의 머리에 놓습니다.HPI 코일, EEG 전극의 네이션 및 2개의 전경 점 위치를 포함하여 신탁 점의 위치를 디지털화하고 머리 모양을 구분하는 많은 수의 추가 포인트를 얻습니다. 음주 후 15분부터 호흡술로 참가자의 호흡 알코올 농도를 확인하십시오. 그리고, 그들은 녹음 챔버에 들어갈 때까지, 5 분마다.먼저 참가자를 MEG 스캐너에 편안하게 배치합니다. 전두엽 활동이 특히 관심사이기 때문에 참가자가 헬멧의 맨 위를 만지고 앞쪽에 정렬되도록 배치되었는지 확인하십시오. 다음으로 HPI 코일과 일렉트로 캡을 스캐너의 각 입력에 연결합니다.버튼이 편안하게 누를 수 있도록 응답 패드를 배치합니다. 참가자에게 깜박임 최소화하고 말하기로 인한 헤드 모션을 포함한 움직임을 피하도록 상기시킵니다. 아티팩트에 대한 모든 채널을 검사하고 스캐너의 헤드 위치를 측정합니다.그런 다음 데이터 수집을 시작하고 작업을 시작합니다. 전자 기기는 차폐실에서 사용할 수 없기 때문에 타액에 포화된 면봉으로 구성된 타액 알코올 검사를 사용하여 판독을 제공하는 리셉터클에 삽입됩니다. 작업이 완료되면 데이터를 저장하고 참가자를 기록실에서 호위합니다.참가자가 스캐너를 종료한 후, 악기 소음의 척도로 빈 방에서 약 2분의 데이터를 수집합니다. 그런 다음 참가자에게 인식된 작업 어려움, imbibe 음료의 내용, 술에 취해 얼마나 술에 취해 있는지, 그리고 순간적인 기분과 감정을 평가하도록 요청하십시오. 마지막으로 각 참가자로부터 고해상도 해부학 MRI 스캔을 얻고 이미징 소프트웨어로 각 참가자의 피질 표면을 재구성합니다.데이터 사전 처리 중에 허용 된 대역 통과 필터및 임시 데이터를 각 끝에 패딩 간격을 포함하는 세그먼트로 사용합니다. 시끄기 및 평평한 채널뿐만 아니라 육안 검사 및 임계값 기반 거부를 사용하여 아티팩트가 포함된 시험을 제거합니다. 그런 다음 독립적 인 구성 요소 분석을 사용하여 눈 깜박임과 심장 아티팩트를 제거하십시오.잘못된 응답으로 시험을 제거합니다. 다음으로, 한 Hertz 증분, 네 번째 테타 주파수 대역에서 각 시험의 복잡한 전력 스펙트럼을 계산하고 추가 아티팩트를 제거하기 위해 더 많은 평신도 를 적용합니다. MRI 이미지와 MEG 데이터를 공동 등록하려면 MRI 랩 모듈을 엽니다.파일, 가져오기, Isotrak 데이터를 선택합니다. raw_data 선택합니다. 파일을 5if하고 포인트 만들기를 클릭합니다.그런 다음 WINDOWS, 랜드마크를 선택하고 MEG 데이터와 MRI의 공동 등록이 허용될 때까지 Fiducial 랜드마크 조정을 클릭합니다. 다음으로 각 참가자의 추정치를 평균 피질 표현으로 변형하여 이벤트 관련 테타 소스 전원의 그룹 평균을 만듭니다. 그런 다음 소스 추정치를 팽창된 평균 표면에서 시각화하려면 MNE 소프트웨어를 엽니다.파일, 로드 표면 및 부하 팽창 그룹 평균 무료 서퍼 피질 표면을 선택합니다. 그 다음에는 파일, 오버레이 관리, STC 로드, 로드 그룹 평균 데이터를 선택하고 사용 가능한 오버레이에서 로드된 파일을 선택합니다. 색상 배율 임계값을 조정하고 표시를 클릭합니다.이벤트 관련 테타 파워의 뇌 영화를 보고 가장 높은 활성화를 특징으로 하는 영역과 시간 창을 식별하여 처리의 현면 단계를 검사합니다. 다음으로 전체 그룹 평균 추정치를 기준으로 편향된 관심 영역인 ROI를 만듭니다. 가장 주목할 만한 소스 전력을 가진 피질 위치를 통합하려면 각 주제, 상태 및 ROI에 대한 시간 과정을 계산합니다.마지막으로 위상 잠금 값을 계산하여 ACC의 주 활성화 foci와 측면 PFC 간의 장거리 동기화작업 관련 변경을 추정합니다. 기준선을 기준으로 백분율 변경으로 위상 잠금 값을 표현합니다. 동작 결과는 정확도가 가장 낮고 부조리한 시험에서 가장 긴 응답 시간이었기 때문에 Stroop 작업이 응답 간섭을 성공적으로 조작했음을 나타냅니다.알코올 중독은 정확도를 낮췄지만 반응 시간에는 영향을 미치지 않았습니다. 이벤트 관련 테타 파워는 특히 전두엽 피질에서 충돌 요구에 대한 민감도와 일치하는 부조리한 시험에서 가장 큰 것입니다. 그러나, 위화 실험에 비해, 알코올ACC와 측면 PFC에서 선택적으로 부조리 한 시험에 테타 힘을 감소.또한 ACC와 측면 PFC 간의 협동은 시간에 따라 다르며, 자극 처리 단계에서 는 전반적으로 조기 증가가 증가합니다. 위약에서, 이것은 통합 및 응답 준비 단계 도중 부조리한 예심에 대략 400 밀리초 후에 지속적인 증가 뒤에 선행됩니다. 대조적으로, 급성 알코올 중독 은 알코올에 하향식 조절 기능의 취약성을 더 나타내는 이러한 coscillations 조절.이 연구에서는, 우리는 현절을 추정했다, 처리의 장소와 시기, 그리고 다른 뇌 영역이 의사 결정 하는 동안 상호 작용하는 방법을 조사. 우리는 알코올 중독 이산화 가 과도한 음주를 자제하는 감소 된 능력을 초래할 수있는 인지 제어 네트워크를 조절하는 방법을 보여 주었다.

disruption-frontal-lobe-neural-synchrony-during-cognitive-control

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

우리는 기능성 자기 공명 이미징을 사용하여인지에 대한 감정의 해로운 영향을 중재 신경 메커니즘의 조사를 허용하는 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜은 건강하고 임상 참가자 모두 사용할 수 있습니다.

인식에 대한 감정의 혼란 효과의 두뇌 이미징 조사

소설인지 패러다임은 작업 메모리 작업시에-- 참석 interruptors에 의해 간섭 대 - 투 - 무시 방해 자극에 의해 간섭의 행동 및 신경 상관 관계를 규명하기 위해 개발된다. 이 원고에서,이 패러다임의 여러 변종이 자세히 설명되어 있습니다, 이하 / 오래된 성인 참가자의이 패러다임 얻은 데이터는 검토된다.

인지 적 패러다임은 산만하고 중단으로 작업 메모리의 간섭을 조사하기 위해

여기에 제시된 프로토콜의 목표는 태아기 뇌 발달 과정에서 쥐를 중간 수준의 알코올에 노출시키는 절차를 설명하고 성인기 동안 사회적 행동의 변화를 정량화하는 것입니다.

보통 태아 알코올 노출과 성인 쥐의 사회적 행동의 정량화

심장 혈관 운동과 복잡한 환경에서 자극의 경험은 쥐의 뇌에서 신경 가소성의 여러 조치에 긍정적 인 효과를 가지고있다. 이 문서에서는 휠 실행 환경의 복잡성을 결합하여 이러한 개입의 한계를 해결할 것 "superintervention"이러한 개입의 구현에 대해 설명합니다.

FASD의 동물 모델에서 치료 개입으로 휠 실행 환경의 복잡성

추적 eyeblink 클래식 컨디셔닝 (ECC) 평가 하는 데 사용 되었다 hippocampal 종속 연관 학습 했다 성인 쥐에 투여 초기 신생아 두뇌 개발 하는 동안 알코올의 높은 농도 (11.9 %v / v). 일반적으로, ECC 절차는 많은 심리적, 생물 의학 설정을 통해 뇌 기능 장애를 탐지 하기 위한 사운드 진단 도구입니다.

태아 알코올 스펙트럼 장애의 쥐 모델에서 Hippocampal 기능 장애를 평가 하기 위해 추적 Eyeblink 클래식 컨디셔닝의 사용

이 원고는 강력한 보상 기억을 약화 하 고 그들의 reconsolidation 이전 counterconditioning 함께 그들을 다시 쓰기 위한 메모리 검색 절차를 설명 합니다.

불안정 하 고 위험한 마시는에 Maladaptive 보상 메모리를 다시 쓰기에 대 한 예측 오류 기반 검색 절차

플라이펍 분석은 과일이 에탄올의 영향으로 드로소필라 멜라노가스터가 표시하는 행동을 측정합니다. 이 분석은 모든 수준에서 실험자에 의해 쉽게 마스터되고 다양한 기화 자극에 적용되어 약물 남용 및 중독 연구를 용이하게 할 수 있습니다.

플라이펍, 에탄올 유발 행동 억제 및 과민성 연구

개인의 결합 된 두뇌 사이의 역학은 점점 더 뇌 간 동기화에 의해 표현되었습니다 (IBS) 그들은 서로 조정 할 때, 주로 fNIRS와 뇌의 동시 기록 신호를 사용하여 (즉, 하이퍼 스캐닝) fNIRS와. fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 IBS는 매우 직관적인 방식으로 진동을 볼 수 있는 시간 주파 공간으로 타임시리즈를 확장하는 장점이 있기 때문에 웨이블릿 변환 일관성(WTC) 방법을 통해 일반적으로 평가되었습니다. 관찰된 IBS는 시험, 파트너 및 조건의 순열 기반 무작위 페어링을 통해 더 검증될 수 있습니다. 여기서, fNIRS 기술을 통해 뇌 신호를 얻고, WTC 방법을 통해 IBS를 계산하고, 하이퍼스캐닝 연구에서 순열하여 IBS를 검증하는 방법을 설명하는 프로토콜이 제시된다. 또한 fNIRS 신호 선택, 데이터 전처리 방법 및 계산 옵션 매개 변수를 포함하여 위의 방법을 사용할 때 중요한 문제를 논의합니다. 요약하면 WTC 방법과 순열을 사용하는 것은 fNIRS...

fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 뇌 간 동기화를 계산하고 검증하는 방법

임상 평가 척도는 고기능 뇌졸중 환자의 인지 기능 장애에 충분히 민감하지 않습니다. 이중 작업 패러다임은 인지 기능 장애의 평가 및 인지 훈련에서 이점과 잠재력을 제시합니다. 이 연구는 고기능 뇌졸중 환자의 인지 기능 장애를 식별하기 위한 이중 작업 Stroop 패러다임을 제안합니다.

고기능 뇌졸중 환자의 인지 결함을 감지하기 위한 이중 작업 스트룹 패러다임

여기에 제시된 것은 알코올 사용 장애를 연구하기 위한 마우스의 알코올 의존성에 대한 2BC/CIE 모델에 대한 프로토콜입니다.

만성 간헐적 에탄올 증기 노출과 알코올 사용 장애를 모델링하기 위한 2병 선택

학습하세요 알코올 중독 시 전두엽 신경 동기화 중단을 aMEG로 분석하는 방법입니다. 이 연구는 의사결정 과정에서 뇌 진동 역학과 인지 제어 메커니즘을 실시간으로 조사합니다.

알코올 중독 인지에 관한 컨트롤 중 전 두 엽 신경 Synchrony의 중단

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