Name: Monitorowanie wpływu akupunktury na ludzki mózg za pomocą fMRI (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-04-08T16:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 55 s
Description: Poznaj metodę fMRI do badania wpływu akupunktury na aktywność mózgu człowieka. Technika ta pozwala monitorować odpowiedzi neurologiczne i autonomiczne w czasie rzeczywistym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Praca była wspierana przez NIH/National Center for Complementary and Alternative Medicine (R21AT00978) (1-P01-002048-01) (K01-AT-002166-01), National Center for Research Resources (P41RR14075), Mental Illness and Neuroscience Discovery Institute (MIND) oraz Brain Project Grant (NS 34189).

Część 1: Świadoma zgoda i przygotowanie uczestnika
Zdrowi ochotnicy dorośli są rekrutowani do badania zgodnie z procedurami zatwierdzonymi przez Komisję Bioetyczną. Przed rozpoczęciem badania badany podpisuje formularz świadomej zgody.
Część 2: Konfiguracja sprzętu do monitorowania fizjologicznego
System AD Instruments PowerLab umożliwia synchronizację danych fizjologicznych z obrazowaniem fMRI poprzez wykorzystanie sygnału wyzwalającego fMRI rejestrowanego na kanale wejściowym. Jest to system oparty na laptopie z wejściami dla EKG, oddychania, reakcji przewodnictwa skóry, pulsoksymetrii oraz każdego innego sygnału fizjologicznego, który wymagałby rejestracji.
<ol>
	<li>W przypadku użycia systemu pasa oddechowego, przetwornik musi zostać podłączony do gniazda zasilania w pomieszczeniu sąsiadującym ze skanerem, przy czym rurka prowadząca do pasa powinna zostać wprowadzona przez wlot do pomieszczenia skanowania, a złączy BNC należy doprowadzić do urządzenia PowerLab w sterowni skanowania.</li>
	<li>Jeśli do synchronizacji danych fizjologicznych z danymi fMRI używany jest wyzwalacz, kabel BNC musi również łączyć sygnał wyzwalający skanera MRI z urządzeniem PowerLab w sterowni skanowania.</li>
	<li>Przygotować urządzenia monitorujące. Potrzebne będą cztery elektrody EKG oraz kabel EKG podłączony do kompatybilnego z MRI wózka systemu In Vivo.</li>
	<li>W przypadku pomiaru przewodnictwa skóry, należy podłączyć złącza przewodnictwa skóry do rozdzielacza w pomieszczeniu skanowania oraz przygotować żel do przewodnictwa skóry w pomieszczeniu skanowania.</li>
</ol>
Część 3: Przygotowanie badanego do skanowania MR
<ol>
	<li>Ważne jest wykluczenie nadmiernego niepokoju i zmęczenia w dniu badania, ponieważ stan bazowy może wpływać na reakcję mózgu na stymulację akupunkturową. Zaleca się, aby badany spożył lekki posiłek przed procedurą, aby uniknąć osłabienia i niepożądanych reakcji.</li>
	<li>Należy poinstruować badanego, aby położył się na plecach w urządzeniu, używając zatyczek do uszu w celu wytłumienia hałasu skanera, z głową unieruchomioną za pomocą amortyzowanych podkładek. Ponieważ stosunek sygnału do szumu w skanach stymulacji akupunkturowej jest niski w porównaniu z typowymi zadaniami motorycznymi lub wizualnymi, dane są bardziej podatne na zakłócenia spowodowane ruchami głowy. Pod kolanami umieszcza się podkładkę, aby pięty nie dotykały powierzchni stołu, co ma na celu ograniczenie ruchów ciała. Mocuje się cewkę głowy i reguluje podkładki dla zapewnienia komfortu. Przy średnim czasie sesji skanowania wynoszącym 2 godziny, komfort jest kluczowy dla nieprzerwanego przebiegu badania.</li>
	<li>Jeśli wymagany jest monitoring fizjologiczny, badany powinien zostać przygotowany zgodnie z poprzednią sekcją przed umieszczeniem w skanerze. W razie dostępności zaleca się monitorowanie stanu czuwania badanego za pomocą eyetrackingu podczas skanowania.</li>
	<li>Przymocuj 4 elektrody EKG do lewej górnej części klatki piersiowej badanego (w przypadku kobiet należy zachować środki ostrożności w celu zapewnienia prywatności, np. opuścić żaluzje w oknie do komory w sterowni skanera i zamknąć drzwi skanera). Podłącz kabel do elektrod oraz do urządzenia In Vivo. Ze względów bezpieczeństwa kabel ten oraz wszystkie pozostałe kable prowadzące do badanego powinny biec bezpośrednio wzdłuż stołu do skanowania, bez tworzenia pętli. Włącz urządzenie In Vivo i sprawdź jakość sygnału EKG. W razie potrzeby skoryguj ułożenie elektrod.</li>
	<li>Wypełnij wgłębienia elektrod SCR żelem przewodzącym. Ten specjalny żel SCR powinien być izotoniczny względem skóry. Wykonaj kalibrację zera w obwodzie otwartym w oprogramowaniu Chart. Przymocuj elektrody SCR do dwóch sąsiednich opuszków palców dystalnych dłoni badanego, owijając rzepy tak ciasno, jak to jest komfortowe.</li>
</ol>
Część 4: Funkcjonalne sekwencje obrazowania MR dostosowane do obrazowania stymulacji akupunkturowej.
<ol>
	<li>Używamy systemu MRI Siemens Trio 1,5 lub 3,0 Tesla (Siemens, Erlangen, Niemcy) wyposażonego do obrazowania echo-planar z następującą standardową kwadratową cewką głowową.</li>
	<li>Nasze wieloletnie badania konsekwentnie wykazały, że akupunktura wywiera szeroki wpływ na układy funkcjonalne na wielu poziomach mózgu. Struktury znajdujące się w podstawie mózgu, takie jak ciało migdałowate, hipokamp, brzuszno-przyśrodkowa kora przedczołowa i obszary podkolanowe, są szczególnie podatne na artefakty podatności. Ważne jest sprawdzenie każdego funkcjonalnego skanu EPI, aby wykluczyć utratę sygnału w tych regionach, ponieważ odnotowaliśmy różnice w utracie sygnałów między dwoma modelami skanerów Siemens o podobnej indukcji pola i podobnej sekwencji MRI do zbierania danych.</li>
	<li>Cieńsze warstwy mózgu są preferowane w celu redukcji artefaktów podatności. W zależności od pojemności pamięci systemu obrazowania, w orientacji strzałkowej lub osiowej stosuje się warstwy o grubości 3 mm z przerwą 0,6 mm lub 0,75 mm, aby objąć cały mózg, w tym pień mózgu i móżdżek. W przypadku obrazowania częściowego mózgu można zastosować inne orientacje i grubości warstw. Szczególna uwaga poświęcona tym kwestiom przyczynia się do uzyskania bardziej spójnych wyników dotyczących efektów akupunktury w strukturach podstawy mózgu.</li>
	<li>Skanowanie funkcjonalne wykonuje się za pomocą sekwencji echo gradientowego ważonej T2* (TR/TE 4000/30 ms, FOV 200 mm, macierz 64x64, kąt odchylenia 90°, grubość warstwy 3,0 mm, przerwa 0,6 mm). Pozyskano łącznie 150 punktów czasowych w ciągu 10 min. Zbieraniu obrazów poprzedza 4 skany próbne (dummy scans) w celu wyrównania sygnału fMRI. Krótszy czas TE redukuje artefakty podatności. Relatywnie długi TR umożliwia objęcie całego mózgu przy wysokiej rozdzielczości przestrzennej.</li>
</ol>
Część 5: Początkowe skany lokalizacyjne i anatomiczne
<ol>
	<li>Przed przeprowadzeniem funkcjonalnych skanów z akupunkturą należy wykonać skan lokalizacyjny, anatomiczny skan o wysokiej rozdzielczości oraz obrazowanie 3D MP-RAGE zależne od czasu T1, aby zapewnić prawidłowe ustawienie i poprawność anatomiczną. Ogólna obserwacja na tym etapie pozwala uniknąć wykonywania zbędnych skanów. Skan lokalizacyjny, będący bardzo krótką procedurą, zapewnia objęcie całego mózgu w polu widzenia i umożliwia jego wyrównanie względem linii AC-PC. W przypadku wykrycia podejrzanych anomalii badacze przesyłają obrazy do doświadczonego radiologa, jednak nie powinni przekazywać badanym żadnych informacji na temat zawartości skanów.</li>
	<li>Początkowe skany trwają łącznie około 20 minut. Krótka analiza obrazów pozwala badaczowi ocenić, czy kontynuowanie skanowania będzie zasadne. Jest to odpowiedni moment na rozmowę z badanym w celu upewnienia się, że nadal czuje się on komfortowo i nie doświadcza żadnych niepożądanych efektów przebywania w polu magnetycznym.</li>
</ol>
Część 6: Akupunktura z monitorowaniem fMRI
Z dwóch form leczenia (manualnej manipulacji igłą i stymulacji elektrycznej), niniejszy film ograniczy się do akupunktury manualnej, która ma znacznie dłuższą historię zastosowań klinicznych. Stymulacja akupunkturowa jest przeprowadzana w dwóch seriach w klasycznych punktach akupunktury LI4 na dłoni, LV3 na stopie lub ST36 na nodze, z wykorzystaniem sterylnych igieł do akupunktury przeznaczonych do jednorazowego użytku.
<ol>
	<li>Poinstruuj badanych, aby się zrelaksowali, trzymali zamknięte oczy i unikali ruchów podczas skanowania. Aby uniknąć szkodliwej stymulacji, szczególnie instruujemy badanego, aby podniósł jeden palec, jeśli jakiekolwiek odczucia związane z akupunkturą zbliżą się do oceny 8, oraz dwa palce w przypadku wystąpienia ostrego bólu o dowolnym nasileniu.</li>
	<li>Po wprowadzeniu igły sprawdź wstępnie wrażliwość i tolerancję badanego na manipulację igłą, aby pomóc w wyborze głębokości wprowadzenia oraz siły manipulacji podczas zbierania danych.</li>
	<li>Podczas 10 min obrazowania funkcjonalnego igła jest rotowana przez 2 min w fazach M1 i M2 oraz pozostaje w miejscu podczas okresów odpoczynku R1 (2 min), R2 (3 min), R3 (1 min). Akupunkturzysta dba o to, aby nie podchodzić do badanego ani nie oddalać się od niego bezpośrednio przed lub po okresie stymulacji, ponieważ nawet taki ruch mógłby wpłynąć na wyniki. (Paradygmat, Ryc. 1) 
	<img alt="Schemat punktów akupunkturowych z wprowadzeniem igły i wykresem czasowym dla analizy procedury terapeutycznej." src="/files/ftp_upload/1190/1190fig1.n.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 1"> 
	Rycina 1. Paradygmat fMRI akupunktury.</li>
	<li>Po zakończeniu stymulacji akupunkturowej akupunkturzysta zapisuje siłę, z jaką igła stawia opór manipulacji. Na koniec każdego skanowania inny członek zespołu badawczego prosi badanego o ocenę odczuwanego wrażenia w skali 1-10. Lista obejmująca: ból tępy, tkliwość, ucisk, uczucie pełności, ciężkość, drętwienie, mrowienie, ból tępy, ból ostry, opiera się na doświadczeniach środowiska akupunkturzystów i poprzednich danych eksperymentalnych, a nie na kwestionariuszach bólu dostępnych w literaturze. Reakcja psychofizyczna jest kategoryzowana jako typowa grupa deqi oraz druga grupa deqi zmieszanego z ostrym bólem na podstawie tych zapisów.</li>
	<li>Rozmawiaj z badanymi pomiędzy skanowaniami, aby upewnić się, że czują się komfortowo i pozostają rozbudzeni. Jeśli w jakiejkolwiek części ciała pojawi się skurcz lub dyskomfort, personel badawczy na miejscu powinien podjąć odpowiednie kroki w celu jego złagodzenia. Ruchy wykonywane przez badanego spowodowałyby uszkodzenie danych. Sporadycznie badani mogą zasnąć podczas skanowania, co wpłynęłoby na odpowiedź hemodynamiczną.</li>
</ol>
Część 7: Przetwarzanie danych
<ol>
	<li>Można przeprowadzić analizy na wielu poziomach. Ogólny model liniowy wykorzystuje okresy spoczynku jako punkt odniesienia do określenia procentowej zmiany sygnału BOLD MR w każdym wokselu mózgu podczas wykonywania zadania. Określa on również istotność statystyczną tych zmian i usuwa dane BOLD, które nie obejmują 3 sąsiadujących wokseli przy określonej wartości p.</li>
	<li>Należy przeprowadzić analizę korelacji krzyżowej opartą na ziarnie (seed-based cross correlation analysis), aby wykazać łączność funkcjonalną między jednym obszarem neurologicznym a resztą mózgu. Odbywa się to poprzez wybór obszaru referencyjnego i porównanie jego przebiegu czasowego z przebiegiem każdego innego woksela w mózgu. Można zastosować inne analizy, takie jak analiza niezależnych komponentów, analiza rozmytych klastrów, modelowanie równaniami strukturalnymi czy przyczynowość Grangera.</li>
	<li>Dane fizjologiczne można analizować poprzez uśrednianie odpowiedzi w oknach czasowych powiązanych ze stymulacją igłą akupunkturową. Na przykład dane EKG mogą zostać opisane pod kątem czasu wystąpienia kompleksu QRS, a następnie poddane analizie tętna i zmienności rytmu serca.</li>
</ol>
Część 8: Wyniki
<img alt="Analiza skanu fMRI mózgu; mapa istotności statystycznej; przekroje czołowe i strzałkowe; regiony aktywacji." src="/files/ftp_upload/1190/1190fig2.n.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Odpowiedź hemodynamiczna w akupunkturze deqi vs. stymulacja dotykowa w prawych punktach LI4, ST36 i LV3 (52 serie/37 obiektów). Klastry dezaktywowanych struktur w MPFC (przyśrodkowej korze przedczołowej) (1), MPC (przyśrodkowej korze ciemieniowej) (2), MTL (przyśrodkowym płacie skroniowym) (3) były bardziej wyraźne w akupunkturze (Ryc. A) niż w stymulacji dotykowej (Ryc. B). Szeroka dezaktywacja prawej BA22/21 (4) w akupunkturze nie została zaobserwowana w stymulacji dotykowej. Sensorymotoryczna BA43 (5) oraz kora asocjacyjna (6) wykazały większą aktywację w stymulacji dotykowej niż w akupunkturze (nie pokazano). Co ciekawe, prawa przednia wyspa (7) została aktywowana w akupunkturze, a nie w stymulacji dotykowej. (p&lt;0.0001).
<img alt="Wyniki aktywności mózgu w fMRI, mapa statystyczna, wyróżniająca regiony aktywacji neuronalnej, wartości p zakodowane kolorami." src="/files/ftp_upload/1190/1190fig3.n.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Odpowiedź hemodynamiczna w stanie deqi (52 serie/37 obiektów) w porównaniu do deqi połączonego z ostrym bólem (52 serie/29 obiektów) podczas stymulacji akupunkturowej w punktach LI4, ST36 i LV3 po prawej stronie. Wyraźna deaktywacja MPFC (1), MPC (2) i MTL (3), obserwowana przy deqi bez bólu (Ryc. A), została osłabiona w obecności bólu (Ryc. B). W przypadku bólu bardziej widoczna stała się aktywacja kory sensoryczno-motorycznej i asocjacyjnej (4), a podzbiór regionów limbicznych i paralimbicznych, takich jak midC/SMA (5), postC_BA23 (6), Amy (7) oraz robaczek móżdżku (8), uległ aktywacji. Prawa przednia wyspa (9) była wyraźnie aktywowana w stanie deqi, natomiast mniejsze obszary przedniej i tylnej wyspy (10) były aktywowane obustronnie w przypadku bólu. P&lt;0.0001.
<img alt="Funkcjonalne obrazowanie mózgu z regionami aktywacji, analiza MRI, wizualizacja porównawcza." src="/files/ftp_upload/1190/1190fig4.n.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4. Nakładanie się sieci limbiczno-paralimbiczno-neokortykalnej (LPNN) podczas akupunktury z siecią aktywności spoczynkowej (DMN); Odpowiedź BOLD sieci LPNN w analizie GLM (Ryc. A) oraz w bezmodelowej analizie klastrów rozmytych (Fuzzy Cluster analysis) (Ryc. B) podczas stymulacji akupunkturowej w punktach LI4, ST36 i LV3 wykazuje wzorce niemal identyczne z siecią DMN (Ryc. C, zaadaptowano z Shulman et al, 1997). Klastry regionów z koherentnym spadkiem sygnału pojawiają się w przyśrodkowej korze przedczołowej (1), tylno-przyśrodkowej korze (2) oraz płacie skroniowym (3). p&lt;0.0001.

<ol><li>Hui, K. K. S., Liu, J., Marina, O., Napadow, V., Haselgrove, C., Kwong, K. K., Kennedy, D. N., Makris, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+integrated+response+of+the+human+cerebro-cerebellar+and+limbic+systems+to+acupuncture+stimulation+at+ST+36+as+evidenced+by+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">The integrated response of the human cerebro-cerebellar and limbic systems to acupuncture stimulation at ST 36 as evidenced by fMRI.</a> Neuroimage. 27 (3), 479-496 (2005).</li>
<li>Hui, K. K. S., Marina, O., Claunch, J. D., Nixon, E. E., Fang, J., Liu, J., Li, M., Napadow, V., Vangel, M., Makris, N., Chan, S. T., Kwong, K. K., Rosen, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acupuncture+mobilizes+the+brain%27s+default+mode+and+its+anti-correlated+network+in+healthy+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Acupuncture mobilizes the brain's default mode and its anti-correlated network in healthy subjects.</a> Brain Res. 1287, 84-103 (2009).</li>
<li>Napadow, V., Dhond, R. P., Purdon, P., Kettner, N., Makris, N., Kwong, K. K., Hui, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlating+acupuncture+fMRI+in+the+human+brainstem+with+heart+rate+variability%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Correlating acupuncture fMRI in the human brainstem with heart rate variability.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 5, 4496-4499 (2005).</li>
<li>Shulman, G. L., Corbetta, M., Buckner, R. L., Raichle, M. E., Fiez, J. A., Miezin, F. M., Petersen, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Top-down+modulation+of+early+sensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb.+Cortex%22%5BJournal%5D)">Top-down modulation of early sensory cortex.</a> Cereb. Cortex. 7 (3), 193-206 (1997).</li>
</ol>

Stosowanie właściwych technik, doświadczenie akupunkturzysty oraz duża liczebność próby, pozwalająca na oddzielenie efektów od zakłócającego wpływu przypadkowej stymulacji bolesnej, są kluczowe dla pozyskiwania i interpretacji danych fMRI z akupunktury. Nasze badania kilku klasycznych punktów akupunkturowych wskazują, że akupunktura moduluje sieć limbiczną, która jest istotnym wewnętrznym systemem regulacyjnym ludzkiego mózgu. Sieć ta wykazuje znaczną zgodność z domyślnym trybem pracy mózgu w spoczynku. Powiązane z tym z...

monitorowanie wpływu akupunktury na ludzki mózg za pomocą fmri

Monitoring Acupuncture Effects on Human Brain by fMRI

Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) jest wykorzystywany do badania wpływu akupunktury na odpowiedź BOLD oraz łączność funkcjonalną ludzkiego mózgu. Wyniki wykazują, że akupunktura mobilizuje sieć limbiczno-paralimbiczno-neokortykalną oraz skorelowaną z nią ujemnie sieć sensorimotoryczno-paralimbiczną na wielu poziomach mózgu, a odpowiedź hemodynamiczna jest modulowana przez odpowiedź psychofizyczną. W celu zbadania obwodowej odpowiedzi funkcji nerwów autonomicznych można przeprowadzić monitorowanie fizjologiczne. W niniejszym filmie opisano badania przeprowadzone w punktach LI4 (hegu), ST36 (zusanli) i LV3 (taichong), które są klasycznymi punktami akupunkturowymi powszechnie stosowanymi w działaniach modulujących i przeciwbólowych. Zwrócono również uwagę na kwestie wymagające szczególnej uwagi przy zastosowaniu fMRI w badaniach nad akupunkturą.

fMRI i monitorowanie fizjologiczne są wykorzystywane do badania wpływu akupunktury na centralny i obwodowy układ nerwowy. Akupunktura aktywuje sieć limbiczno-paralimbiczno-neokortykalną, wykazując duży stopień nakładania się na sieć stanu spoczynkowego (default mode network), aby modulować aktywność neurologiczną, co może być powiązane z jej efektem autonomicznym w obwodowym układzie nerwowym.

Monitorowanie wpływu akupunktury na ludzki mózg za pomocą fMRI

Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) jest wykorzystywany do badania wpływu akupunktury na odpowiedź BOLD oraz konektywność funkcjonalną ludzkiego mózgu. Wyniki wykazują...

Witam, jestem Kathleen Hay z Centrum Mateo w Departamencie Radiologii w Massachusetts General Hospital oraz Harvard Medical School. Dzisiaj zaprezentujemy procedurę funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym podczas stymulacji akupunkturowej. Kiedy po raz pierwszy zaczęliśmy stosować fMRI do obrazowania wpływu akupunktury na mózg, nie mieliśmy pojęcia, jak będą wyglądać uzyskane dane.W ciągu ostatnich lat stworzyliśmy bazę danych dotyczącą akupunktury z monitorowaniem fMRI, obejmującą kilka głównych punktów akupunkturowych u około 200 osób zdrowych i chorych, co stanowi solidną podstawę dla przyszłych badań. Dr Kenneth Qua, fizyk MRI z Centrum Martina, kierował obrazowaniem fMRI. W ramach tych badań przedstawi on uwagi końcowe, zajmując się głównie praktyką akupunktury i badaniami.Procedury akupunkturowe zostaną przeprowadzone przez akupunkturystę z centrum. Dr Vitali Napal, ekspert w zakresie fMRI w akupunkturze z centrum, zademonstruje proces pozyskiwania danych z monitorowaniem fizjologicznym. Zatem zacznijmy.Podczas sesji skanowania od badanego rejestrowane są parametry fizjologiczne, takie jak elektrokardiogram (ECG), reakcja skórna (SCR) oraz oddychanie. Sygnały są rejestrowane za pomocą systemu PowerLab podłączonego do komputera z oprogramowaniem Chart firmy ADInstruments, który wzmacnia, digitalizuje i zapisuje sygnały pochodzące od badanego. Aby skonfigurować system pasa oddechowego służący do rejestracji oddychania, należy podłączyć przetwornik do gniazda zasilania w pomieszczeniu sterowania skanerem, a następnie wprowadzić pas przez wlot do pomieszczenia skanera.Aby zsynchronizować dane fizjologiczne z danymi fMRI, podłącz kabel BNC z jednostki wyzwalającej skanera fMRI do systemu PowerLab w pokoju kontrolnym. Oprogramowanie do wykresów można następnie skonfigurować tak, aby rozpoczęło rejestrację po otrzymaniu sygnału ze skanera. Po zgromadzeniu urządzeń do monitorowania EKG, niezbędne będą cztery elektrody EKG oraz kabel EKG podłączony do kompatybilnego z MRI mobilnego wózka do pomiaru przewodnictwa skóry; należy wpiąć dwa złącza SER do skrzynki rozdzielczej w pomieszczeniu skanowania i przygotować żel do pomiaru przewodnictwa skóry.Gotowe. Teraz przygotujmy badanego do skanowania. Przed rozpoczęciem upewnij się, że badany nie jest zdenerwowany ani zmęczony i że przed skanowaniem spożył lekki posiłek. Ponieważ czynniki te mogą wpływać na odpowiedź mózgu na stymulację akupunkturową, wprowadź badanego do pomieszczenia ze skanerem i poproś o założenie zatyczek do uszu, aby chronić je przed hałasem urządzenia.Następnie umieść badanego na stole skanera i użyj amortyzowanych podpórek, aby unieruchomić jego głowę. Skanowanie punktów akupunkturowych jest szczególnie podatne na artefakty ruchowe głowy ze względu na niski stosunek sygnału do szumu. Aby ograniczyć ruchy ciała, umieść podpórkę pod kolanami badanego, aby pięty nie dotykały powierzchni noszy, zaciśnij cewkę głowy i dokonaj końcowych korekt poduszek stabilizujących, aby zapewnić badanemu komfort.Ponieważ średnia sesja trwa dwie godziny, komfort jest kluczowy dla niezakłóconego skanowania. Kompatybilność z MRI. W razie potrzeby podczas skanowania można przeprowadzać monitorowanie fizjologiczne.Przed rozpoczęciem rejestracji należy zweryfikować jakość sygnału EKG. W niniejszym pokazie wykorzystano system MRI Siemens Avanto 1.5 Tesla, przystosowany do obrazowania echo-planarnego z zastosowaniem standardowej kwadratowej cewki głowowej. W badaniach z zastosowaniem stymulacji akupunkturowej należy pozyskiwać cieńsze przekroje mózgu.Aby zredukować artefakty podatności, należy zastosować warstwy o grubości 3 mm z przerwą 0,6 mm lub 0,75 mm w orientacji strzałkowej lub osiowej, aby objąć cały mózg, w tym pień mózgu i móżdżek. Skanowanie funkcjonalne należy wykonać przy użyciu sekwencji echo gradientowego obciążonej czasem T2, z czasem repetycji TR wynoszącym 4 s, czasem echa TE wynoszącym 30 ms, polem widzenia FOV 200 mm, macierzą 64 × 64 i kątem odchylenia 90°. Krótszy TE pomaga zredukować artefakty podatności, podczas gdy stosunkowo długi TR umożliwia objęcie całego mózgu przy wysokiej rozdzielczości przestrzennej.Ciało migdałowate, hipokamp, brzuszno-przyśrodkowa kora przedczołowa oraz obszary podkolanowe zlokalizowane w podstawie mózgu są szczególnie podatne na utratę sygnału. Należy sprawdzić obrazy echo-planar, aby upewnić się, że obszary te są dobrze objęte obrazowaniem. W przypadku specjalistycznych badań zastosowanie magnesu o natężeniu pola 1,5 Tesla zamiast magnesów o wyższej indukcji pomoże zminimalizować tego typu artefakty.Należy przeprowadzić co najmniej cztery skany próbne przed rozpoczęciem właściwego gromadzenia obrazów, aby umożliwić wyrównanie sygnału FMRI. Przejdźmy teraz do wykonania akupunktury podczas eksperymentu FMRI; zacznij od polecenia badanemu, aby się zrelaksował, zamknął oczy i nie poruszał się podczas skanowania. Aby uniknąć bodźców bólowych, poproś badanego o podniesienie jednego palca.Jeśli jakiekolwiek odczucia związane z akupunkturą zbliżą się do oceny bólu na poziomie osiem w skali 10, lub w przypadku wystąpienia jakiegokolwiek stopnia ostrego bólu przed rozpoczęciem skanowania, należy podnieść dwa palce. Wprowadzić sterylną, jednorazową, wysokiej jakości srebrną igłę do akupunktury w punkt akupunktu pionowo. Igłę można manipulować poprzez delikatny obrót lub ruchy unoszenia i wbijania.Częściej stosowana jest technika rotacji. Przetestuj wrażliwość badanego na manipulację igłą, aby oszacować głębokość wprowadzenia oraz siłę manipulacji niezbędną do wywołania efektu, tak aby osiągnąć go bez powodowania nadmiernego dyskomfortu lub dotkliwego bólu. Podczas 10-minutowego skanowania rotuj igłę w jednym punkcie w dwóch dwuminutowych blokach, rozdzielonych okresem odpoczynku, podczas którego igła pozostaje w miejscu.Należy upewnić się, aby nie podchodzić do obiektu ani nie oddalać się od niego bezpośrednio przed lub po okresie stymulacji, ponieważ ruch ten mógłby wpłynąć na wyniki. Powtórzyć procedurę w pozostałych punktach akupunkturowych. W przypadku kontroli sensorycznej lub akupunktury pozorowanej (sham) stosujemy powierzchowną stymulację dotykową punktu akupunkturowego za pomocą monofilamentu von Frame o rozmiarze 5,88 oraz zgodnie z analogicznym schematem.Czynność tę wykonuje się przed właściwą stymulacją akupunkturową. Można ją przeprowadzić poprzez swobodne uderzanie w włókno lub poprzez wprowadzenie włókna przez prowadnicę stosowaną do igieł akupunkturowych. Po zakończeniu stymulacji akupunkturowej należy zapisać siłę, z jaką igła stawia opór manipulacji.Po zakończeniu każdego skanowania badacz inny niż akupunkturysta powinien poprosić badanego o ocenę odczuwanych wrażeń w skali od 0 do 10. Lista odczuć towarzyszących akupunkturze została opracowana na podstawie opinii środowiska akupunkturologów, a nie na podstawie typowych kwestionariuszy bólu stosowanych w literaturze.Dane fMRI są następnie kategoryzowane zgodnie z odpowiedzią psychologiczną na chi, chi zmieszaną z ostrym bólem, brak odczuć akupunkturowych oraz wyłącznie ostry ból. Wystąpienie wyłącznie ostrego bólu jest niezwykle rzadkie. Poniżej przedstawiamy reprezentatywne dane fMRI, które przetworzyliśmy za pomocą AFNI.Można również zastosować inne oprogramowanie, takie jak FS LO free surfer. Skanowania funkcjonalne zostały nałożone na anatomiczne mapy o wysokiej rozdzielczości dla całej kohorty. Wszystkie przedstawione tutaj mapy grupowe zostały poddane progowaniu przy P mniejszym niż 0,0001 bez korekty.Najpierw sprawdźmy, czym różni się fMRI w trybie spoczynkowym (deci) podczas akupunktury od stymulacji dotykowej. Są to dane z grupy 37 osób poddanych akupunkturze. Grupy struktur dezaktywowanych pojawiły się w przyśrodkowej korze przedczołowej, przyśrodkowej korze ciemieniowej oraz w przyśrodnym płacie skroniowym w obu półkulach.Takie zmiany były rzadkie w przypadku stymulacji dotykowej. Prawy boczny płat skroniowy wykazał również bardziej wyraźną deaktywację podczas akupunktury. W przeciwieństwie do deaktywacji, stymulacja dotykowa wykazała większą aktywację czuciowo-ruchowego pola BA 43 oraz kory asocjacyjnej BA 22.Prawa przednia część wyspy została paradoksalnie aktywowana podczas akupunktury, ale nie podczas stymulacji dotykowej. Tutaj widzimy korelację między odpowiedzią psychofizyczną a hemodynamiczną. Wykres ten przedstawia akupunkturę deci w porównaniu do DEI plus ostrego bólu.Wyraźna dezaktywacja przyśrodkowej kory przedczołowej, przyśrodkowej kory ciemieniowej i przyśrodkowej kory skroniowej, obserwowana przy braku bólu, uległa osłabieniu w obecności bólu. Aktywacja kory sensoryczno-motorycznej i asocjacyjnej stała się bardziej wyraźna, a podzbiór obszarów limbicznych, takich jak środkowa zakręt środkowy, dodatkowa kora ruchowa, tylny zakręt obręczy, BA 23, ciało migdałowate oraz robaczek móżdżku, uległ aktywacji.Aktywacja wyspy w przypadku decyzji została zlokalizowana w prawym przednim oddziale, podczas gdy aktywacja w przypadku bólu nie wykazała specyficznych lokalizacji. Tutaj widzimy nakładanie się limbicznych paralimpicznych sieci neokortykalnych (LP NN) u 48 badanych podczas stymulacji akupunkturowej z siecią aktywności spoczynkowej (DMN); klastry regionów zdezaktywowanych podczas stymulacji akupunkturowej w przyśrodkowej korze przedczołowej, przyśrodkowej korze ciemieniowej i płacie skroniowym LP NN, wykazane za pomocą analizy modelu liniowego oraz bezmodelowej rozmytej analizy klastrowej, wykazały wyraźne podobieństwo do głównych regionów DMN. Przedstawiliśmy właśnie sposób monitorowania dynamicznego wpływu akupunktury na ludzki mózg.Podczas wykonywania tej procedury z użyciem fMRI ważne jest, aby zwrócić uwagę na komfort badanego oraz jego odpowiedź psychofizyczną, dążąc do wygenerowania jego CHI i unikając stymulacji bolesnej. To wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymencie.

monitoring-acupuncture-effects-on-human-brain-by-fmri

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

W niniejszym opracowaniu przedstawiamy metodę szkolenia osób w zakresie kontrolowania obszaru mózgu zaangażowanego w lęk przed zanieczyszczeniem oraz badania zależności między lękiem przed zanieczyszczeniem a wzorcami łączności mózgowej.

Biofeedback fMRI w czasie rzeczywistym ukierunkowany na korę oczodołowo-czołową w leczeniu lęku przed zanieczyszczeniem

W niniejszym artykule opisano techniki wykonywania funkcjonalnego obrazowania rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości z próbkowaniem 1,2 mm w obrębie ludzkiego śródmózwia i struktur podkorowych przy użyciu skanera 3T. Jako przykład przedstawiono zastosowanie tych technik do opracowania map topograficznych stymulacji wzrokowej w ludzkim wzgórzu górnym (SC).

Metody funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym o wysokiej rozdzielczości dla ludzkiego śródmózgowia

Ten artykuł ma na celu opisanie podstawowego protokołu łączenia przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) z pomiarami spektroskopii magnetycznego rezonansu protonowego (1H-MRS) w celu zbadania wpływu obustronnej stymulacji na metabolizm pierwotnej kory ruchowej.

Zastosowanie spektroskopii rezonansu magnetycznego jako narzędzia do pomiaru wpływu przezczaszkowej stymulacji elektrycznej na pierwotny metabolizm kory ruchowej

Zdolność do wywoływania i/lub kontrolowania plastyczności neuronalnej może być kluczowa w przyszłych terapiach zaburzeń neurologicznych i powrocie do zdrowia po urazie mózgu. W artykule przedstawiono protokół dotyczący wykorzystania treningu neurofeedback z funkcjonalnym rezonansem magnetycznym do modulacji funkcji ludzkiego mózgu.

Protokół do administrowania treningiem neurofeedbacku fMRI w czasie rzeczywistym

Mapowanie funkcjonalne mózgu zwierzęcia może skorzystać z eksperymentalnego systemu funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) w czasie rzeczywistym. Korzystając z najnowszego oprogramowania wdrożonego w systemie MRI zwierząt, stworzyliśmy platformę monitorowania w czasie rzeczywistym fMRI małych zwierząt.

Mapowanie mózgu fMRI w czasie rzeczywistym u zwierząt

Opisujemy protokół wielokanałowego zapisu zewnątrzkomórkowego kręgosłupa wraz z rejestracją funkcji serca i analizą neuronów rdzenia grzbietowego zamkniętego w sercu. Metoda ta oferuje zsynchronizowane czasowo ramy do badania mechanizmów rdzeniowych leżących u podstaw trzewnych zmian funkcjonalnych klatki piersiowej wywołanych przez akupunkturę.

Badanie profili kodowania stymulacji somatycznej na odpowiedzi neuronalne zablokowane w sercu w rogu grzbietowym rdzenia grzbietowego szczura

Badania genetyczne na drożdżach mogą być wykorzystywane do badania funkcji molekularnych i komórkowych ludzkich genów w komórkowym metabolizmie DNA. Opisano metody genetycznej charakterystyki produktu ludzkiego genu WRN, którego defekt występuje w zespole Wernera – chorobie objawiającej się przedwczesnym starzeniem się, w funkcjonalnie konserwowanych szlakach, wykorzystując drożdże jako przystępny system modelowy.

Badania genetyczne białek naprawy DNA u ludzi z wykorzystaniem drożdży jako systemu modelowego

Niniejszy artykuł szczegółowo opisuje procedury związane z nadekspresją i analizą małych GTPaz w spolaryzowanych komórkach nabłonkowych z wykorzystaniem techniki mikroiniekcji.

Analiza funkcji małych GTPaz poprzez mikroiniekcję plazmidów do spolaryzowanych komórek nabłonkowych

Przetwarzanie słuchowe stanowi podstawę przetwarzania mowy oraz muzyki. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) została z sukcesem wykorzystana do badania systemów poznawczych, sensorycznych i motorycznych, lecz rzadko stosowano ją w badaniach słuchu. W niniejszej pracy zbadaliśmy połączenie TMS z funkcjonalnym obrazowaniem rezonansem magnetycznym (fMRI), aby zrozumieć organizację funkcjonalną kory słuchowej.

Mapowanie następstw stymulacji wiązką theta w ludzkiej korze słuchowej z wykorzystaniem obrazowania funkcjonalnego

Tutaj prezentujemy metodę analizy pod mikroskopem świetlnym komórek końcowych tchawicy u larw Drosophila. Metoda ta pozwala na szybkie zbadanie morfologii gałęzi i światła u całych zwierząt i byłaby przydatna do analizy pojedynczych mutantów lub badań przesiewowych w kierunku mutacji wpływających na rozwój komórek terminalnych.

Badanie komórek końcowych tchawicy larw Drosophila za pomocą mikroskopii świetlnej

Poznaj metodę fMRI do badania wpływu akupunktury na aktywność mózgu człowieka. Technika ta pozwala monitorować odpowiedzi neurologiczne i autonomiczne w czasie rzeczywistym.

Monitorowanie wpływu akupunktury na ludzki mózg za pomocą fMRI

Przeglądaj więcej filmów