Mapowanie regionalnej jednorodności i funkcjonalnej łączności kory wzrokowej w fMRI w stanie spoczynku

Summary

Przedstawiamy protokół do analizy danych z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego w celu zbadania spontanicznych zmian aktywności neuronalnej u pacjenta z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki przy użyciu połączonej metody jednorodności regionalnej i funkcjonalnej łączności.

Abstract

Do oceny synchronicznych zmian aktywności neuronalnej w barwnikowym zwyrodnieniu siatkówki (RP) (RP) użyto metody połączonej jednorodności regionalnej (ReHo) i funkcjonalnej łączności (FC), rodzaju nieinwazyjnego funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). Celem niniejszej pracy jest opisanie naszej metody analizy wewnątrz- i międzyregionalnych synchronizacji zmian aktywności neuronalnej u pacjentów z RP. Zaletą połączonej metody ReHo i FC jest to, że jest ona zarówno nieinwazyjna, jak i wystarczająco czuła, aby badać zmiany w synchronicznych zmianach aktywności neuronalnej mózgu in vivo. Tutaj 16 pacjentów z RP i 14 zdrowych osób z grupy kontrolnej ściśle dopasowanych pod względem wieku, płci i wykształcenia zostało poddanych skanom fMRI w stanie spoczynku. Przeprowadzono dwa przykładowe testy t w celu porównania ReHo i FC w różnych grupach. Nasze wyniki wykazały, że u pacjentów z RP nastąpiło odłączenie sieci wzrokowej i reorganizacja szlaku siatkówkowo-wzgórzowo-korowego i grzbietowego strumienia wzrokowego. W tym miejscu krok po kroku opisujemy szczegóły tej metody, jej zastosowanie oraz wpływ jej kluczowych parametrów.

Introduction

Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) jest nieinwazyjną metodą, która może być wykorzystana do badania zmian w funkcjonowaniu i strukturze mózgu in vivo. Jednorodność regionalna (ReHo) i łączność funkcjonalna (FC) są często wykorzystywane do oceny wewnątrz- i międzyregionalnej synchronizacji aktywności mózgu. ReHo, metodologia fMRI w stanie spoczynku, służy do obliczania podobieństwa między szeregiem czasowym danego woksela a jego najbliższymi sąsiadami, co odzwierciedla lokalną synchronizację aktywności mózgu¹. FC służy do badania podobieństwa między przestrzennie odległymi regionalnymi szeregami czasowymi

Protocol

Protokół badań został zatwierdzony przez komisję etyki medycznej Szpitala Renmin Uniwersytetu Wuhan. Wszyscy uczestnicy wypełnili pisemny formularz zgody.

1. Klasyfikacja i selekcja uczestników

1. Zapisuj przedmioty RP i HC ściśle dopasowane pod względem wieku, płci i wykształcenia.
2. Upewnij się, że wszyscy uczestnicy spełniają następujące kryteria: 1) mogą zostać zeskanowani za pomocą skanera MRI (np. bez rozruszników serca lub wszczepionych metalowych urządzeń); 2) brak klaustrofobii; 3) Brak chorób serca, nadciśnienia tętniczego lub chorób mózgu.

2. Akwizycja danych fMRI

Results

W naszym badaniu, 16 osób RP i 14 zdrowych osób z grupy kontrolnej ściśle dopasowanych pod względem wieku, płci i wykształcenia przeszło skany fMRI w stanie spoczynku. Metody ReHo i FC wykorzystano do zbadania wewnątrz- i intersynchronicznej aktywności neuronalnej u osób z RP. Zaobserwowano istotne różnice w BCVA między prawym okiem (P < 0,001) a lewym okiem (P < 0,001), ale różnica w płci, wieku lub masie ciała między grupami nie była istotna.

RP i HC wykazują podobny rozkład przestrzen.......

Discussion

Ten raport opisuje protokół obliczania wartości ReHo i FC dla grup RP i HC i wykazał znaczące różnice w wartościach ReHo i FC między tymi dwiema grupami. Warto zauważyć, że ważnym krokiem w tym procesie jest klasyfikacja i badanie przesiewowe próbek przed eksperymentem. Kiedy zastosowaliśmy ten protokół do naszej własnej analizy, wszyscy pacjenci z RP zostali zdiagnozowani przez dwóch doświadczonych okulistów. Wykluczyliśmy pacjentów z RP z innymi chorobami oczu, takimi jak jaskra, zaćma i zanik nerwu wzrokowego. Ponadto.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Oprogramowanie BrainNet Viewer	National Key Laboratory of Cognition Neuroscience and Learning, BNU	BrainNet Viwer 2013	BrainNet Viewer to narzędzie do wizualizacji sieci mózgowych do wizualizacji strukturalnych i funkcjonalnych wzorców łączności
Oprogramowanie DPABI	Institute of Psychology, CAS, Pekin, Chiny	DPABI 4.3	DPABI to zestaw narzędzi do przetwarzania i analizy danych obrazowania mózgu.
MATLAB	MathWorks, Natick, MA, USA	2013a	MATLAB to zaawansowany techniczny język obliczeniowy i interaktywne środowisko do tworzenia algorytmów, wizualizacji danych, analizy danych i obliczeń numerycznych.
Skaner MRI	GE Healthcare, Milwaukee	MRI 3.0
Oprogramowanie SPM	Wellcome Centre for Human Neuroimaging, UCL	SPM8	SPM8 to główna aktualizacja oprogramowania SPM, zawierająca znaczne ulepszenia teoretyczne, algorytmiczne, strukturalne i interfejsowe w stosunku do poprzednich wersji.
SPSS	IBM, Chicago, IL, USA	Platforma oprogramowania SPSS w wersji 20.0	oferuje zaawansowaną analizę statystyczną, analizę tekstu, rozszerzalność oprogramowania typu open source, integrację z danymi big data i bezproblemowe wdrażanie w aplikacjach.