Name: 전체 헤드 옵토드 어레이 및 근거리 채널을 사용한 fMRI 및 fNIRS 측정의 동시 데이터 수집 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-20T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: 배우세요 fMRI와 fNIRS를 동시에 측정하는 혁신적인 신경영상 프로토콜을. 전체 헤드 옵토드 어레이와 근거리 채널을 활용하여 뇌 활동 데이터를 정밀하게 정렬하고, 임상 및 발달 인구 연구에 적용 가능한 신뢰성 높은 방법론을 제공합니다.

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이 연구는 뇌 및 행동 연구 재단(Brain and Behavior Research Foundation)의 NARSAD Young Investigator Award 보조금(보조금 #29736)(SSA), 빌 앤 멜린다 게이츠 재단(Bill and Melinda Gates Foundation)의 글로벌 그랜드 챌린지 보조금(Grant #INV-005792)(RNA) 및 예일 대학교 심리학과(RNA)의 디스커버리 기금 보조금(Discovery Fund Grant)의 지원을 받았습니다. 저자들은 또한 데이터 수집에 도움을 준 Richard Watts(Yale Brain Imaging Center)와 데이터 분석에 도움을 준 Adam Eggebrecht, Ari Segel 및 Emma Speh(Washington University in St Louis)에게 감사의 뜻을 전합니다.

이 논문의 출판비는 NIRx에서 후원합니다. 저자는 더 이상 공개할 것이 없습니다.

fMRI 및 fNIRS 신호의 동시 데이터 수집을 위한 이 프로토콜은 전신 비피질 생리학적 신호를 측정하고 회귀하기 위해 전체 헤드 fNIRS 옵토드 어레이와 단거리 채널을 사용합니다. 이 프로토콜의 중요한 단계에는 MRI 환경에서 fNIRS 신호를 수집하기 위한 fNIRS 장비의 수정 및 개발이 포함됩니다. 우리가 아는 한, 전체 헤드 fNIRS 어레이를 사용하여 동시 fMRI 및 fNIRS 측정을 캡처하는 데 완전히 최적화된 턴키 상용 시스템은 없습니다. 본 프로토콜은 이러한 격차를 해소하며, 특정 관심 영역을 조사하는 연구를 위해 쉽게 수정할 수 있지만 두 신호의 전체 머리 비교에 관심이 있는 연구자에게 특히 적합합니다.
이 프로토콜은 비타민 E 캡슐을 보관하기 위한 인서트를 사용한 fNIRS 캡 준비, 전방 영역의 편안함과 머리 뒤쪽의 조정 가능성을 높이기 위한 캡 개선, fNIRS 광섬유를 스캐너 테이블로 가져오기 위한 맞춤형 MR 안전 브리지를 포함하여 fNIRS 장비...

인지 기능은 거의 30년 동안 기능적 자기 공명 영상(fMRI)을 통해 성인 인간의 뇌에서 연구되어 왔습니다. fMRI는 높은 공간 해상도와 기능적 및 구조적 이미지를 모두 제공하지만, 자연주의적 맥락에서 수행되는 연구나 유아 및 임상 인구를 대상으로 하는 연구에는 실용적이지 않은 경우가 많습니다. 이러한 제약은 뇌 기능에 대한 우리의 이해를 실질적으로 제한한다. fMRI의 대안은 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)1,2,3과 같이 보다 비용 효율적이고 움직임에 강한 휴대용 방법을 사용하는 것입니다. fNIRS는 언어 발달, 사회적으로 관련된 정보의 처리 및 객체 처리와 같은 다양한 인지 영역에서 뇌 기능을 평가하기 위해 영유아와 함께 사용되었습니다 4,5,6. fNIRS는 또한 7,8,9세에 걸쳐 반복적인 테스트 및 모니터링이 가능하기 때문에 임상 인구 테스트에 특히 적합한 신경 영상 양식입니다. 광범위한 적용 가능성에도 불구하고 동일한 피험자로부터 동시에 수집된 fMRI와 fNIRS 신호를 머리 전체를 대상으로 정량적으로 비교한 연구는 없습니다. 이 비교는 fMRI 골드 스탠다드에 대해 관심 영역(ROI) 간의 영역 수준 활성화 및 기능적 연결을 종합적으로 검증하는 데 필요합니다. 또한, 이러한 상호모달리티(inter-modality) 대응을 확립하면 fNIRS가 전형적 및 비정형 개발 모두에서 유일하게 수집된 신호인 경우 fNIRS의 해석을 향상시킬 수 있습니다.
fMRI와 fNIRS 신호는 모두 기능적 뇌 활성화 동안 대뇌 혈액 산소화(CBO)의 변화를 감지한다 10,11. fMRI는 전자기장의 변화에 의존하며 CBO 변화의 높은 공간 분해능을 제공한다12. 이와 대조적으로 fNIRS는 일련의 발광 및 광 검출 옵토드를 사용하여 근적외선의 흡수 수준을 측정합니다2. fNIRS는 서로 다른 파장에서 흡수 변화를 측정하기 때문에 산소헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 농도 변화를 평가할 수 있습니다. 적은 수의 옵토드로 fMRI 및 fNIRS 신호를 동시에 기록한 선행 연구에서는 두 신호가 높은 공간적 및 시간적 대응성을 갖는다는 것을 보여주었다10. 혈중 산소 농도 의존적(BOLD) fMRI와 광학 측정사이에는 강한 상관관계가 있으며, fNIRS와 fMRI 혈역학적 반응 기능(HRF)의 시간적 역학을 비교한 선행 연구에서 보고된 바와 같이 디옥시헤모글로빈이 BOLD 반응과 가장 높은 상관관계를 보였습니다14. 이러한 초기 연구는 운동 반응 패러다임(즉, 손가락 두드리기)을 구현하고 1차 운동 및 전운동 피질 영역을 포괄하는 제한된 수의 옵토드를 사용했습니다. 지난 10년 동안 연구는 더 큰 인지 작업 및 휴식 상태 세션을 포함하도록 초점을 확장했지만 여전히 특정 ROI를 다루는 제한된 수의 옵토드를 사용하고 있습니다. 이러한 연구들은 fNIRS/fMRI 상관관계의 가변성이 두피와 뇌에서 옵토드의 거리에 따라 달라진다는 것을 보여주었다15. 또한, fNIRS는 fMRI16,17에 필적하는 휴지 상태 기능적 연결성 측정을 제공할 수 있다.
현재 프로토콜은 이전 작업을 기반으로 하며, i) 전체 헤드 fNIRS 커버리지를 제공하고, ii) 비피질 생리학적 신호의 회귀를 위한 단거리 측정을 포함하고, iii) fNIRS 측정의 검토-두피 공동 정합을 위한 두 가지 다른 방법을 구현하고, iv) 두 개의 독립적인 세션에서 신호의 테스트-재테스트 신뢰성을 평가할 수 있도록 함으로써 주요 제한 사항을 해결합니다. fMRI 및 fNIRS 신호의 동시 데이터 수집을 위한 이 프로토콜은 처음에 젊은 성인을 테스트하기 위해 개발되었습니다. 그러나 이 연구의 목표 중 하나는 발달 인구 테스트에 적용할 수 있는 동시 fMRI/fNIRS 신호를 수집하기 위한 실험 설정을 만드는 것이었습니다. 따라서 현재 프로토콜은 어린 아이들을 테스트하기 위한 프로토콜을 개발하기 위한 출발점으로도 사용할 수 있습니다. 전체 헤드 fNIRS 커버리지를 사용하는 것 외에도 프로토콜은 전신 생리학적 신호(즉, 혈압, 호흡기 및 심장 신호와 같은 비피질 소스에서 발생하는 혈관 변화)를 측정하기 위한 단거리 채널을 포함하는 것과 같은 fNIRS 하드웨어 분야의 최근 발전을 통합하는 것을 목표로 합니다.18,19 ; 및 검토-두피 공동 정합을 위한 3D 구조 센서의 사용20. 현재 프로토콜의 초점은 시각적으로 깜박이는 바둑판 작업의 결과에 있지만, 전체 실험에는 전통적인 블록 작업 설계, 휴식 상태 세션 및 자연주의적 영화 감상 패러다임이 혼합된 두 개의 세션이 포함됩니다.
이 프로토콜은 캡 설계, 트리거 동기화를 통한 시간적 정렬, 데이터 수집 시작 전에 필요한 팬텀 테스트를 포함하여 MRI 환경에서 사용할 수 있도록 fNIRS 장비를 조정하는 데 필요한 단계를 설명합니다. 앞서 언급했듯이 여기서는 깜박이는 바둑판 작업의 결과에 초점을 맞추지만 전체 절차는 작업에 국한되지 않으며 여러 실험 패러다임에 적합할 수 있습니다. 이 프로토콜은 fNIRS 캡 배치 및 신호 교정, 참가자 및 실험 장비 설정, 실험 후 정리 및 데이터 저장을 포함하여 데이터 수집 중에 필요한 단계를 추가로 설명합니다. 프로토콜은 fNIRS 및 fMRI 데이터 전처리에 특정한 분석 파이프라인에 대한 개요를 제공하는 것으로 끝납니다.

<table><tbody><tr><td>NIR용 280개의 로우 프로파일 MRI 호환 그로밋</td><td>NIRx</td><td>GRM-LOP</td><td></td></tr><tr><td>10-5 레이아웃에서 128x 미장착 슬릿이 있는 4개의 128 위치 NIRS 캡</td><td>NIRx</td><td>CP-128-128S</td><td>크기: 52, 54, 56, 60</td></tr><tr><td>로우 프로파일 팁이 있는 4x 검출기 파이버 8개 번들; MRI, MEG 및 TMS와 호환됩니다.</td><td>NIRx</td><td>DET-FBO- LOW</td><td>10 m 길이</td></tr><tr><td>MRI 호환 로우 프로파일 팁이 있는 4x 레이저 소스 파이버 8개 번들</td><td>NIRx</td><td>SRC-FBO- LAS-LOW</td><td>10 m 길이</td></tr><tr><td>로우 프로파일 그로밋에 맞는 특수 링 그로밋이 있는 8개의 단채널 검출기 번들 세트</td><td>NIRx</td><td>DET-SHRT-SET</td><td>단일 검출기를 단일 NIRS 캡의 어느 곳에나 배치할 수 있는 8개의 짧은 채널로 분할</td></tr><tr><td>Magnetom 3T PRISMA</td><td>Siemens</td><td>N/A</td><td>128 채널 용량, 64/32/20 채널 헤드 코일, 80mT/m 최대 기울기 진폭, 200T/m/s 슬루율, 전체 신경 시퀀스</td></tr><tr><td>NIRScout XP 코어 시스템 유닛</td><td>NIRx</td><td>NSXP- CHS</td><td>최대 64x Laser-2(또는 32x Laser-4) 조명기 또는 64 LED-2 조명기; 최대 32x 감지기; Tandem(다중 시스템) 및 Hyperscanning(다중 대상) 측정 가능, EEG와 호환 가능, tDCS, 시선 추적 및 기타 양식; fMRI, TMS, MEG 호환성에 사용 가능한</td></tr><tr><td>모듈 NIRStar 소프트웨어</td><td>NIRx</td><td>N/A</td><td>버전 15.3</td></tr><tr><td>NIRx 병렬 포트 복제기</td><td>NIRx</td><td>ACC-LPT-REP</td><td>병렬 포트 복제기는 병렬 포트 복제기 박스, USB 전원 케이블 및 BNC 어댑터의 세 가지 구성 요소가 포함되어 있습니다</td></tr><tr><td>. 생리학적 펄스 유닛</td><td>Siemens</td><td>PPU098</td><td>광학 플레티스모그래피를 통해 획득을 가능하게 합니다. 심장 리듬.</td></tr><tr><td>호흡기 유닛</td><td>지멘스</td><td>PERU098&nbsp;</td><td>호흡 진폭을 획득하기 위한 장치(공압 시스템 및 구속 벨트를 통해).</td></tr><tr><td>구조 센서 Mark II</td><td>후두</td><td>101866(SN)</td><td>옵토드 디지털화를 위한 3D 구조 센서.</td></tr></tbody></table>

전체 헤드 옵토드 어레이 및 근거리 채널을 사용한 fmri 및 fnirs 측정의 동시 데이터 수집

Simultaneous Data Collection of fMRI and fNIRS Measurements Using a Whole-Head Optode Array and Short-Distance Channels

기능적 근적외선 분광법(fNIRS)은 기능적 자기공명영상(fMRI)보다 움직임에 더 강력하고 비용 효율적인 휴대용 신경영상 방법론으로, 뇌 기능에 대한 자연주의적 연구를 수행하고 발달 및 임상 인구에 사용하는 데 매우 적합합니다. fNIRS와 fMRI 방법론 모두 기능적 뇌 활성화 중 대뇌 혈액 산소 공급의 변화를 감지하며, 이전 연구에서는 두 신호 사이에 높은 공간적 및 시간적 대응이 있음을 보여주었습니다. 그러나 전체 헤드 fNIRS 커버리지를 가진 동일한 피험자로부터 동시에 수집된 두 신호의 정량적 비교는 없습니다. 이 비교는 fMRI 골드 스탠다드에 대한 영역 수준 활성화 및 기능적 연결성을 종합적으로 검증하는 데 필요하며, 이는 수명 전반에 걸쳐 두 신호의 비교를 용이하게 할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 우리는 fMRI 및 fNIRS 신호의 동시 데이터 수집을 위한 프로토콜을 설명함으로써 이러한 격차를 해결합니다: i) 전체 헤드 fNIRS 커버리지를 제공합니다. ii) 비피질적, 전신 생리학적 신호의 회귀를 위한 단거리 측정을 포함합니다. iii) fNIRS 측정의 optode-to-scalp co-registration을 위한 두 가지 다른 방법을 구현합니다. 세 명의 피험자의 fMRI 및 fNIRS 데이터가 제시되고 발달 및 임상 인구를 테스트하기 위해 프로토콜을 조정하기 위한 권장 사항이 논의됩니다. 성인을 대상으로 한 현재 설정은 기능 및 구조 스캔을 모두 포함하여 평균 약 40분 동안 스캔 세션을 허용합니다. 이 프로토콜은 자기 공명(MR) 환경에서 사용하기 위해 fNIRS 장비를 조정하는 데 필요한 단계를 간략하게 설명하고, 데이터 기록 및 검토-두피 공동 등록에 대한 권장 사항을 제공하며, 사용 가능한 MR-안전 fNIRS 시스템의 세부 사항에 맞게 프로토콜의 잠재적 수정에 대해 논의합니다. 점멸 체커보드 작업의 대표적인 주제별 응답은 MR 환경에서 전체 헤드 fNIRS 신호를 측정하기 위한 프로토콜의 타당성을 보여줍니다. 이 프로토콜은 수명 주기 동안 fMRI에 대한 fNIRS 신호를 검증하는 데 관심이 있는 연구자에게 특히 적합합니다.

이 섹션에서는 fMRI 신호와 fNIRS 신호 모두에 대한 깜박이는 체커보드 작업에 대한 대표적인 피험자별 응답을 제공합니다. 먼저, 대표적인 원시 fNIRS 데이터 및 품질 평가가 그림 6 및 그림 7 에 표시되어 MRI 환경에서 fNIRS 신호를 측정하기 위한 실험 설정의 타당성을 보여줍니다. 전체 헤드 옵토드 어레이 및 감도 프로파일의 다이어그램은 그림 8에 나와 있습니다. 
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65088/65088fig06.jpg"> 그림 6</str...

전체 머리 fNIRS 커버리지를 가진 동일한 피험자로부터 fMRI 및 fNIRS 신호를 동시에 수집하는 방법을 제시합니다. 이 프로토콜은 3명의 젊은 성인을 대상으로 테스트되었으며 발달 연구 및 임상 인구를 위한 데이터 수집에 적용할 수 있습니다.

전체 헤드 옵토드 어레이 및 근거리 채널을 사용한 fMRI 및 fNIRS 측정의 동시 데이터 수집

Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a portable neuroimaging methodology, more robust to motion and more cost-effective than functional ...

동일한 피험자로부터 fMRI와 fNIRS 신호를 동시에 수집하는 것은 fNIRS 신호를 신경 영상의 황금 표준인 fMRI의 신호와 일치시킬 수 있기 때문에 매우 중요합니다. fNIRS는 아직 개발 중인 방법론이며 더 깊은 뇌 구조에 도달할 수 없습니다. 따라서 fMRI 기록은 fNIRS 신호를 더 잘 이해할 수 있게 해줍니다.동일한 참가자의 뇌에서 fNIRS 및 fMRI 신호를 기록하려는 이전 시도에는 두 번의 기록 세션이 필요했습니다. 불행히도, 이 두 세션은 참가자가 동일한 자극을 반복적으로 보고 들었다는 것을 의미하며, 이는 뇌가 반응하는 방식을 바꿀 수 있습니다. 프로토콜에서 fMRI 및 fNIRS 신호는 일반적인 성인에서만 정렬되지만, 현재 프로토콜이 임상 및 발달 인구 집단을 테스트하도록 확장될 수 있기를 바랍니다.예를 들어, 신경 심리학적 결함이 있을 수 있는 개인으로부터 데이터를 수집할 때 fNIRS 신호를 가장 높은 신뢰도로 해석할 수 있기 때문에 이는 특히 중요합니다. 우리는 fNIRS와 fMRI의 동시 기록이 특수 인구 집단과 어린이를 위한 뇌의 신경망을 이해하는 데 특히 중요할 것이라고 믿습니다. fMRI와 fNIRS 신호를 동시에 수집하는 것이 어렵다는 것은 의심의 여지가 없지만, 우리는 모든 단계를 거치고 있으며 우리의 프로토콜을 통해 다른 실험실에서도 동일한 유형의 데이터를 수집할 수 있을 것이라고 확신합니다.주요 과제 중 하나는 참가자가 스캐너에서 편안함을 느끼도록 하는 것이며, 특히 머리 전체를 fNIRS 캡을 착용할 때 더욱 그렇습니다. 이 절차를 시연하는 것은 우리 실험실의 실험실 관리자인 Virginia Chambers입니다. 참가자가 필요한 동의서에 서명하고 작업에 대한 지침을 받으면 제어실의 의자에 앉도록 지시합니다.부드러운 줄자로 이마를 감습니다. 뒤쪽에서 가장 넓은 부분으로 이동하여 시작 지점으로 돌아갑니다. 측정된 둘레에 가장 가까운 fNIRS 전복을 선택합니다.단거리 검출기 프로브의 베이스를 단단히 잡고 fNIRS 캡의 메쉬를 통과하는 그로밋 부분 주위로 밉니다. 단거리 감지기 케이블이 캡 뒤쪽을 향하도록 하여 얼굴 영역을 깨끗하게 합니다. 다음으로, 참가자에게 겨울 모자를 쓰는 것과 같은 방식으로 모자를 정수리에서 아래쪽으로 밀고 턱끈을 편안하게 조이도록 요청합니다.뒷면 스트랩을 조입니다. 캡이 단단히 부착되어 있고 옵토드 소켓이 머리에 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오. 그런 다음 녹색 스티커를 부착하여 10/20 시스템 위치에 따라 주요 기준 위치를 표시합니다.측정 테이프를 사용하여 두피 지점을 캡의 지점과 대칭으로 정렬합니다. CZ 지점에서 pre-auricular, inion 및 nasion point까지 동일한 거리를 확보하십시오. 참가자에게 머리의 3D 모델을 만들기 위해 움직이지 않도록 지시합니다.그런 다음 태블릿 또는 iPad에서 구조 응용 프로그램을 시작합니다. 고해상도 색상, 적외선 자동 노출 및 향상된 추적기 기능이 꺼져 있는지 확인하십시오. 이제 참가자를 중앙에 배치하여 머리 전체가 화면의 3D 정사각형 안에 맞고 어깨가 프레임에서 최소한으로 보이도록 합니다.피사체 주위를 돌아다니며 3D 스캐너로 머리 모양과 옵토드를 스캔합니다. 전체 스캔이 완료되면 화면 오른쪽에 있는 버튼을 눌러 3D 렌더링을 시작합니다. 렌더링의 명확성과 디테일 수준을 확인하여 옵토드와 녹색 기준 스티커의 정확한 배치를 보장합니다.안전과 개인 정보 보호를 위해 3D 스캔을 HIPAA 보호 서버에 저장하십시오. 3D 모델이 완성되면 녹색 스티커를 제거하고 참가자에게 귀마개를 귀에 꽂으라는 메시지를 표시합니다. 스캔실에서 20채널 헤드 코일이 스캐너에 배치되어 있는지 확인합니다.MRI 헤드 코일 하단 내부에 폼 베개를 놓아 참가자의 머리 윗부분을 지지합니다. 참가자에게 스캐너 테이블에 편안하게 앉도록 지시합니다. 한 손으로 옵토드 그로밋을 안정적으로 잡고 MRI 안전 애플리케이터를 사용하여 그로밋 중앙의 머리카락을 제거합니다.그런 다음 옵토드를 그로밋에 고정하기 위해 세게 압력을 가합니다. 참가자에게 천천히 조심스럽게 눕도록 지시합니다. 참가자의 머리가 헤드 코일 내에 편안하게 놓이도록 광섬유 번들을 조정합니다.도파관에서 케이블의 위치에 따라 스캐너 테이블을 올립니다. 편안함을 보장하기 위해 참가자의 다리 아래에 부드러운 쿠션을 놓으십시오. 호흡 벨트를 참가자의 허리에 감습니다.참가자에게 노이즈 캔슬링 헤드폰을 착용하도록 지시하고 fNIRS 프로브 배치를 방해하지 않는지 확인합니다. 맥박 산소 측정기를 피험자의 왼쪽 검지 손가락에 놓습니다. 실험 과제에 단추 상자를 사용하는 경우, 피험자에게 주로 사용하는 손으로 단추 상자를 잡으라고 지시한다.버튼 상자 사용 방법에 대한 명확한 지침을 제공합니다. 스퀴즈 볼 또는 버튼 알람을 피험자의 자주 사용하지 않는 손에 놓고 참가자에게 사용법을 지시합니다. 참가자에게 알람을 누르도록 요청하여 알람을 테스트합니다.참가자를 스캐너 구멍에 몇 인치 밀어 넣어 머리를 맞춥니다. 헤드 코일의 상단 부분을 배치합니다. 그런 다음 해당 코일 인서트에 마이크와 미러를 삽입합니다.광섬유를 잡고 참가자를 스캐너 구멍에 천천히 밀어 넣습니다. 스캐너의 컴퓨터에서 연구에 필요한 관련 구조 및 기능 시퀀스를 선택합니다. 스캐너 구멍 내에서 헤드의 위치가 적절한지 로컬라이저를 확인하여 머리 상단에서 소뇌까지 전체 커버리지를 제공하는지 확인합니다.헤드 코일 미러를 통해 컴퓨터 화면이 보이는지 참가자와 함께 확인하고 초기 구조 스캔을 실행합니다. 피험자 수준의 fNIRS 데이터는 시험 기간 동안에 비해 깜박이는 바둑판 블록 동안 양측 시각 피질 영역의 활성화가 증가했음을 보여주었습니다. 뇌 활동의 시간 흔적은 깜박이는 바둑판을 제시하는 동안 HBO 신호가 증가하고 시험 기간 동안 감소하는 것을 보여주었습니다.번쩍이는 바둑판 기간 동안 HBO 데이터를 시각화한 결과, 개별 피험자 수준에서 시각 피질 영역의 양측 활성화가 나타났습니다. 피험자 수준의 fMRI 데이터는 시험 기간 사이에 비해 깜박이는 바둑판 기간 동안 1차 및 2차 시각 피질에서 더 큰 대담한 신호 반응을 보여줍니다. 프로토콜의 주요 과제 중 하나는 참가자가 스캐너에서 편안하게 쉴 수 있도록 하는 것이며, 이는 주로 fNIRS 시스템과 함께 제공되는 옵토드 유형에 따라 결정됩니다.이 프로토콜은 특정 관심 영역과 다양한 실험 패러다임에서 데이터를 수집하도록 조정할 수 있습니다. 또한 임상 및 발달 인구 집단에서 프로토콜을 사용하는 방법에 대한 구체적인 제안을 제공합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

우리는 신경 활동과 혈액 산소 수준의 종속 (굵게) MRI 신호 사이의 관계의 조사를 위해 플랫폼을 제공하고 동시에 기능성 자기 공명 이미징 및 쥐 두뇌에 electrophysiological 기록하는 방법을 개발했습니다.

쥐 두뇌에 동시 fMRI와 전기 생리학

fNIRS를 사용하여 자연주의적 작업 중에 기록된 기능적 뇌 활동과 fMRI 동안 기록된 활동을 비교하는 방법을 제시합니다.

자연주의 작업하는 동안 fNIRS 측정의 fMRI 검증

직립 운동 작업 중 뇌 활동을 모니터링하는 것은 운동 장애의 신경 원인을 조사할 때 큰 가치가 있습니다. 여기에서는 기능적 근적외선 분광법과 4가지 유형의 운동 작업 중 근육 및 운동학적 활동의 지속적인 모니터링을 결합한 프로토콜을 보여줍니다.

모터 작업하는 동안 동시 운동 학적 및 EMG 모니터링과 감각 및 모터 뇌 영역의 기능 근적외선 분광법

물리적 제약없이 실험실 밖에서 뇌의 활동을 모니터링 방법론적인 문제를 제시한다. fiberless는, 착용 형 기능성 근적외선 분광법 (fNIRS) 시스템은 생태 예비 메모리 작업 동안 뇌 활동을 측정하는 데 사용 하였다. 이는 이러한 시스템이 아닌 랩 기반 실험 동안 뇌 활동을 모니터하는 데 사용될 수 있음을 입증 하였다.

실제 세계인지 작업의 뇌 활동을 모니터 Fiberless, 착용 할 수있는 fNIRS 사용

현재 프로토콜 fNIRS hyperscanning 실험을 실시 하 고 뇌-투-두뇌 synchrony를 분석 하는 방법을 설명 합니다. 또한, 우리는 문제 및 가능한 해결 논의.

Hyperscanning 기능성 근 적외선 분광학 실험 실시

본 프로토콜은 동시 EEG 및 fNIRS 기록을 수행하는 방법과 EEG 및 fNIRS 데이터 간의 관계를 검사하는 방법을 설명합니다.

플랭커 태스크를 이용한 동시 전류 뇌파 및 기능적 근적외선 분광 기록 수행

이 프로토콜은 맞춤형 확산 상관 분광법 계측기를 사용하여 인간 전두엽 피질에서 휴식 상태 기능 연결을 측정하는 방법을 보여줍니다. 이 보고서는 또한 실험의 실질적인 측면과 데이터 분석을 위한 자세한 단계에 대해서도 논의합니다.

광학 확산 상관 분광법을 사용하여 인간의 뇌의 대뇌 혈류 기반 휴식 상태 기능 적 연결

우리는 감각 운동 작업을 가진 블록 디자인을 사용하여 연속 파 기능 근적외선 분광 실험의 분석을 설명합니다. 데이터 분석의 신뢰성을 높이기 위해 질적 일반 선형 모델 기반 통계 파라메트릭 매핑및 다중 채널에 대한 비교 계층 혼합 모델을 사용했습니다.

블록 설계를 적용하는 기능적인 근적외선 분광 실험에서 질적 및 비교 피질 활동 데이터 분석

자연주의 학습 환경에서 협업 학습 dyads에 대한 fNIRS 하이퍼스캐닝 실험을 수행하기 위한 프로토콜이 설명되어 있습니다. 또한, 산소헤모글로빈(Oxy-Hb) 신호의 뇌 간 싱크로니(IBS)를 분석하는 파이프라인이 제시된다.

개방형 협업 학습의 뇌 간 싱크로니: fNIRS 하이퍼스캐닝 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

이 프로토콜은 사회적 상호 작용 동안 정보 흐름의 방향과 시간 패턴을 추론하기 위해 대인 관계 신경 동기화 (INS)의 시간 지연 패턴을 계산하기위한 부분 웨이블릿 변환 일관성 (pWTC)을 설명합니다. INS에 대한 신호 자기상관관계의 혼란을 제거하는 데 있어서 pWTC의 효과는 두 번의 실험에 의해 입증되었다.

부분 웨이블릿 변환 일관성 방법을 사용한 fNIRS-하이퍼스닝 데이터에서 방향 정보 흐름 측정

배우세요 fMRI와 fNIRS를 동시에 측정하는 혁신적인 신경영상 프로토콜을. 전체 헤드 옵토드 어레이와 근거리 채널을 활용하여 뇌 활동 데이터를 정밀하게 정렬하고, 임상 및 발달 인구 연구에 적용 가능한 신뢰성 높은 방법론을 제공합니다.

전체 헤드 옵토드 어레이 및 근거리 채널을 사용한 fMRI 및 fNIRS 측정의 동시 데이터 수집

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