Name: Wspólna analiza struktury i funkcji mózgu za pomocą fMRI i obrazowania zależnego od dyfuzji (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 17 min 6 s
Description: Poznaj metodę jednoczesnej analizy struktury i funkcji mózgu za pomocą obrazowania rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem DSI i fMRI. Technika ta pozwala powiązać łączność anatomiczną z właściwościami funkcjonalnymi sieci mózgowych.

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

playerTrialDesktop

Wymień podziękowania i źródła finansowania. Praca jest wspierana przez NIH RO1-MH54246 (M. B.), National Science Foundation BCS0923763 (M.B.), Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) na podstawie kontraktu NBCHZ090439 (W. S.), Office of Naval Research (ONR) na podstawie przyznania N00014-11-1-0399 (W. S.) oraz Army Research Lab (ARL) na podstawie kontraktu W911NF-10-2-0022 (W. S.). Poglądy, opinie i/lub wnioski zawarte w niniejszej prezentacji są opiniami autorów i nie powinny być interpretowane jako reprezentujące oficjalne stanowiska lub politykę, wyrażoną lub dorozumianą, powyższych agencji lub Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych.

<ol><li>Wedeen, V. anJ., Hagmann, P., Tseng, W. I., Reese, T. G., Weisskoff, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+complex+tissue+architecture+with+diffusion+spectrum+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mapping complex tissue architecture with diffusion spectrum magnetic resonance imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 54 (6), 1377-1386 (2005).</li>
<li>Wedeen, V. J., Wang, R. P., Schmahmann, J. D., Benner, T., Tseng, W. Y. I., Dai, G., Pandya, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+spectrum+magnetic+resonance+imaging+%28DSI%29+tractography+of+crossing+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers.</a> NeuroImage. 41 (4), 1267-1277 (2008).</li>
<li>Pipe, J. Pulse Sequences for Diffusion-weighted MRI. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPipe%2C+J+%22Diffusion+MRI%3A+From+quantitative+measurement+to+in-vivo+neuroanatomy%22">Diffusion MRI: From quantitative measurement to in-vivo neuroanatomy</a>. , 1st, Elsevier. London. 12-35 (2009).</li>
<li>Le Bihan, D., Poupon, C., Amadon, A., Lethimonnier, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artifacts+and+pitfalls+in+diffusion+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%3A+JMRI%22%5BJournal%5D)">Artifacts and pitfalls in diffusion MRI.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging: JMRI. 24 (3), 478-488 (2006).</li>
<li>Tuch, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q-ball+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Q-ball imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 52 (6), 1358-1372 (2004).</li>
<li>Sakaie, K. E., Lowe, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+objective+method+for+regularization+of+fiber+orientation+distributions+derived+from+diffusion-weighted+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">An objective method for regularization of fiber orientation distributions derived from diffusion-weighted MRI.</a> NeuroImage. 34 (1), 169-176 (2007).</li>
<li>Reese, T. G., Benner, T., Wang, R., Feinberg, D. A., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Halving+imaging+time+of+whole+brain+diffusion+spectrum+imaging+and+diffusion+tractography+using+simultaneous+image+refocusing+in+EPI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Halving imaging time of whole brain diffusion spectrum imaging and diffusion tractography using simultaneous image refocusing in EPI.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 29 (3), 517-522 (2009).</li>
<li>Cox, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AFNI%3A+software+for+analysis+and+visualization+of+functional+magnetic+resonance+neuroimages%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+and+Biomedical+Research%22%5BJournal%5D)">AFNI: software for analysis and visualization of functional magnetic resonance neuroimages.</a> Computers and Biomedical Research. 29 (3), 162-173 (1996).</li>
<li>Cox, R. W., Hyde, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Software+tools+for+analysis+and+visualization+of+fMRI+data%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Software tools for analysis and visualization of fMRI data.</a> NMR in Biomedicine. 10 (4-5), 171-178 (1997).</li>
<li>Goebel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BRAINVOYAGER%3A+a+program+for+analyzing+and+visualizing+functional+and+structural+magnetic+resonance+data+sets%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">BRAINVOYAGER: a program for analyzing and visualizing functional and structural magnetic resonance data sets.</a> NeuroImage. 3, S604(1996).</li>
<li>Smith, S. M., Jenkinson, M., Woolrich, M. W., Beckmann, C. F., Behrens, T. E. J., Johansen-Berg, H., Bannister, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23, Suppl 1. S208-S219 (2004).</li>
<li>Woolrich, M. W., Jbabdi, S., Patenaude, B., Chappell, M., Makni, S., Behrens, T., Beckmann, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bayesian+analysis+of+neuroimaging+data+in+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Bayesian analysis of neuroimaging data in FSL.</a> NeuroImage. 45, Suppl 1. S173-S186 (2009).</li>
<li>Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFriston%2C+KJ+%22Statistical+parametric+mapping%3A+the+analysis+of+functional+brain+images%22">Statistical parametric mapping: the analysis of functional brain images</a>. , Academic Press. (2007).</li>
<li>Nichols, T., Hayasaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+familywise+error+rate+in+functional+neuroimaging%3A+a+comparative+review%5BTitle%5D)+AND+%22Statistical+Methods+in+Medical+Research%22%5BJournal%5D)">Controlling the familywise error rate in functional neuroimaging: a comparative review.</a> Statistical Methods in Medical Research. 12 (5), 419-446 (2003).</li>
<li>Benjamini, Y., Hochberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+false+discovery+rate%3A+a+practical+and+powerful+approach+to+multiple+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Royal+Statistical+Society%2C+Series+B+%28Methodological%22%5BJournal%5D)">Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing.</a> Journal of the Royal Statistical Society, Series B (Methodological. 57 (1), 289-300 (1995).</li>
<li>Logan, B. R., Rowe, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+thresholding+techniques+in+fMRI+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">An evaluation of thresholding techniques in fMRI analysis.</a> NeuroImage. 22, 95-108 (2004).</li>
<li>Basser, P. J., Mattiello, J., LeBihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+the+effective+self-diffusion+tensor+from+the+NMR+spin+echo%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance%2C+Series+B%22%5BJournal%5D)">Estimation of the effective self-diffusion tensor from the NMR spin echo.</a> Journal of Magnetic Resonance, Series B. 103 (3), 247-254 (1994).</li>
<li>Basser, P. J., Mattiello, J., LeBihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+diffusion+tensor+spectroscopy+and+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">MR diffusion tensor spectroscopy and imaging.</a> Biophysical Journal. 66 (1), 259-267 (1994).</li>
<li>Frank, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropy+in+high+angular+resolution+diffusion-weighted+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Anisotropy in high angular resolution diffusion-weighted MRI.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 45 (6), 935-939 (2001).</li>
<li>Frank, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+anisotropy+in+high+angular+resolution+diffusion-weighted+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Characterization of anisotropy in high angular resolution diffusion-weighted MRI.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1083-1099 (2002).</li>
<li>Tuch, D. S., Reese, T. G., Wiegell, M. R., Makris, N., Belliveau, J. W., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+angular+resolution+diffusion+imaging+reveals+intravoxel+white+matter+fiber+heterogeneity%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">High angular resolution diffusion imaging reveals intravoxel white matter fiber heterogeneity.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 48 (4), 577-582 (2002).</li>
<li>Descoteaux, M., Angelino, E., Fitzgibbons, S., Deriche, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regularized%2C+fast%2C+and+robust+analytical+Q-ball+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Regularized, fast, and robust analytical Q-ball imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 58 (3), 497-510 (2007).</li>
<li>Tuch, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q-ball+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Q-ball imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 52 (6), 1358-1372 (2004).</li>
<li>Yeh, F. C., Wedeen, V. J., Tseng, W. -Y. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generalized+Q-sampling+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Generalized Q-sampling imaging.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 29 (9), 1626-1635 (2010).</li>
<li>Wang, R., Benner, T., Sorensen, A. G., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+Toolkit%3A+a+software+package+for+diffusion+imaging+data+processing+and+tractography%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Intl.+Soc.+Mag.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Diffusion Toolkit: a software package for diffusion imaging data processing and tractography.</a> Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 3720(2007).</li>
<li>Sundaram, S. K., Kumar, A., Makki, M. I., Behen, M. E., Chugani, H. T., Chugani, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+of+frontal+lobe+in+autism+spectrum+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging of frontal lobe in autism spectrum disorder.</a> Cereb Cortex. 18 (11), 2659-2665 (2008).</li>
<li>Greenberg, A. S., Verstynen, T., Chiu, Y. -C., Yantis, S., Schneider, W., Behrmann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visuotopic+Cortical+Connectivity+Underlying+Attention+Revealed+with+White-Matter+Tractography%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Visuotopic Cortical Connectivity Underlying Attention Revealed with White-Matter Tractography.</a> The Journal of Neuroscience. 32 (8), 2773-2782 (2012).</li>
<li>Slotnick, S. D., Yantis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+acquisition+of+human+retinotopic+maps%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Efficient acquisition of human retinotopic maps.</a> Human Brain Mapping. 18 (1), 22-29 (2003).</li>
<li>Greenberg, A. S., Esterman, M., Wilson, D., Serences, J. T., Yantis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+spatial+and+feature-based+attention+in+frontoparietal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Control of spatial and feature-based attention in frontoparietal cortex.</a> The Journal of Neuroscience. 30 (43), 14330-14339 (2010).</li>
<li>Kastner, S., Ungerleider, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+visual+attention+in+the+human+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of visual attention in the human cortex.</a> Annual Review of Neuroscience. 23, 315-341 (2000).</li>
<li>Bürgel, U., Amunts, K., Hoemke, L., Mohlberg, H., Gilsbach, J. M., Zilles, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((White+matter+fiber+tracts+of+the+human+brain%3A+Three-dimensional+mapping+at+microscopic+resolution%2C+topography+and+intersubject+variability%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">White matter fiber tracts of the human brain: Three-dimensional mapping at microscopic resolution, topography and intersubject variability.</a> NeuroImage. 29 (4), 1092-1105 (2006).</li>
<li>Behrens, T. E. J., Jbabdi, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBehrens%2C+TEJ+%22MR+Diffusion+Tractography.+Diffusion+MRI%3A+From+quantitative+measurement+to+in-vivo+neuroanatomy%22">MR Diffusion Tractography. Diffusion MRI: From quantitative measurement to in-vivo neuroanatomy</a>. , 1st, Elsevier. London. 333-352 (2009).</li>
<li>Verstynen, T., Jarbo, K., Pathak, S., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+mapping+of+microstructural+somatotopies+in+the+human+corticospinal+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">In vivo mapping of microstructural somatotopies in the human corticospinal pathways.</a> Journal of Neurophysiology. 105 (1), 336-346 (2011).</li>
<li>Jarbo, K., Verstynen, T., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+quantification+of+global+connectivity+in+the+human+corpus+callosum%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">In vivo quantification of global connectivity in the human corpus callosum.</a> NeuroImage. , In press (2012).</li>
<li>Verstynen, T., Badre, D., Jarbo, K., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructural+organizational+patterns+in+the+human+corticostriatal+system%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Microstructural organizational patterns in the human corticostriatal system.</a> , Under review (2012).</li>
<li>Wang, Y., Fernández-Miranda, J. C., Verstynen, T., Pathak, S., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+human+brain+tracts+with+tractography+and+fiber+microdissection%3A+mapping+connectivity+of+the+middle+longitudinal+fascicle+as+the+dorsal+auditory+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Identifying human brain tracts with tractography and fiber microdissection: mapping connectivity of the middle longitudinal fascicle as the dorsal auditory pathway.</a> , Under review (2012).</li>
<li>Fernandez-Miranda, J. C., Engh, J. A., Pathak, S. K., Madhok, R., Boada, F. E., Schneider, W., Kassam, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-definition+fiber+tracking+guidance+for+intraparenchymal+endoscopic+port+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">High-definition fiber tracking guidance for intraparenchymal endoscopic port surgery.</a> Journal of Neurosurgery. 113 (5), 990-999 (2010).</li>
<li>Fernandez-Miranda, J. C., Engh, J., Pathak, S., Wang, Y., Jarbo, K., Verstynen, T., Boada, F., Schneider, W., Friedlander, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-definition+fiber+tractography+of+the+human+brain%3A+neuroanatomical+validation+and+neurosurgical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">High-definition fiber tractography of the human brain: neuroanatomical validation and neurosurgical applications.</a> , Under review (2012).</li>
<li>Shin, S., Verstynen, T., Pathak, S., Jarbo, K., Hricik, A., Maserati, M., Beers, S., Puccio, A. M., Okonkwo, D., Schneider, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+definition+fiber+tracking+for+assessment+of+neurologic+deficit+in+a+case+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">High definition fiber tracking for assessment of neurologic deficit in a case of traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgery. , In press (2012).</li>
<li>Mori, S., Crain, B. J., Chacko, V. P., Van Zijl, P. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+tracking+of+axonal+projections+in+the+brain+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional tracking of axonal projections in the brain by magnetic resonance imaging.</a> Annals of Neurology. 45 (2), 265-269 (1999).</li>
<li>Tournier, J., Mori, S., Leemans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging and beyond.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 65 (6), 1532-1556 (2011).</li>
<li>Seunarine, K. K., Alexander, D. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSeunarine%2C+KK+%22Multiple+Fibers%3A+Beyond+the+Diffusion+Tensor.+Diffusion+MRI%3A+From+quantitative+measurement+to+in-vivo+neuroanatomy%22">Multiple Fibers: Beyond the Diffusion Tensor. Diffusion MRI: From quantitative measurement to in-vivo neuroanatomy</a>. , 1st, Elsevier. London. (2009).</li>
</ol>

Nie zgłoszono konfliktów interesów.

Wysokorozdzielcze DWI oraz traktografia włókien stanowią potężne podejście do badania struktury połączeń ludzkiego mózgu. Przedstawiamy tutaj dowody na to, że architektura strukturalna ta jest istotnie powiązana z funkcją mózgu ocenianą za pomocą fMRI. Wykorzystując w traktografii obszary startowe (seeds) oparte na aktywacji fMRI podczas zadania, wykazaliśmy, że obszary mózgu współaktywowne podczas uwagi wzrokowej są połączone anatomicznie, co jest zgodne z wcześniejszą wiedzą z zakresu funkcjonalnej neuroanatomii (<stro...

współanaliza struktury i funkcji mózgu z wykorzystaniem fmri oraz obrazowania dyfuzyjnego

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

Badania nad złożonymi systemami obliczeniowymi są ułatwione dzięki mapom sieciowym, takim jak schematy obwodów. Takie mapowanie jest szczególnie informacyjne podczas badania mózgu, ponieważ funkcjonalna rola, jaką pełni dany obszar mózgu, może być w dużej mierze zdefiniowana przez jego połączenia z innymi obszarami mózgu. W niniejszym raporcie opisujemy nowatorskie, nieinwazyjne podejście do powiązania struktury i funkcji mózgu z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI). Podejście to, stanowiące kombinację obrazowania strukturalnego długodystansowych połączeń włókien oraz danych obrazowania funkcjonalnego, zostało zilustrowane w dwóch odrębnych domenach poznawczych: uwadze wzrokowej oraz percepcji twarzy. Obrazowanie strukturalne wykonuje się za pomocą obrazowania tensora dyfuzji (DWI) i traktografii włókien, które śledzą dyfuzję cząsteczek wody wzdłuż traktów włókien istoty białej w mózgu (Rysunek 1). Poprzez wizualizację tych traktów włókien jesteśmy w stanie badać długodystansową architekturę połączeń mózgu. Wyniki wypadają korzystnie w porównaniu z jedną z najszerzej stosowanych technik DWI, czyli obrazowaniem tensora dyfuzji (DTI). DTI nie jest w stanie rozdzielić złożonych konfiguracji traktów włókien, co ogranicza jego użyteczność w konstruowaniu szczegółowych, opartych na anatomii modeli funkcji mózgu. W przeciwieństwie do niej, nasze analizy odtwarzają znaną neuroanatomię z precyzją i dokładnością. Przewaga ta wynika częściowo z procedur akwizycji danych: podczas gdy wiele protokołów DTI mierzy dyfuzję w niewielkiej liczbie kierunków (np. 6 lub 12), my stosujemy protokół obrazowania widma dyfuzji (DSI)1, 2, który ocenia dyfuzję w 257 kierunkach i przy różnych wartościach gradientów magnetycznych. Co więcej, dane DSI pozwalają na zastosowanie bardziej zaawansowanych metod rekonstrukcji pozyskanych danych. W dwóch eksperymentach (uwaga wzrokowa i percepcja twarzy) traktografia wykazuje, że współaktywne obszary ludzkiego mózgu są połączone anatomicznie, co wspiera istniejące hipotezy, według których tworzą one sieci funkcjonalne. DWI pozwala nam stworzyć „schemat obwodów” i odtworzyć go dla każdego badanego z osobna w celu monitorowania aktywności mózgu związanej z zadaniem w wybranych sieciach.

Opisujemy nowatorskie podejście do jednoczesnej analizy funkcji i struktury mózgu z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI). Strukturę mózgu oceniamy za pomocą wysokorozdzielczego obrazowania dyfuzyjnego oraz traktografii włókien istoty białej. W przeciwieństwie do standardowego strukturalnego MRI, techniki te pozwalają nam bezpośrednio powiązać łączność anatomiczną z właściwościami funkcjonalnymi sieci mózgowych.

Współanaliza struktury i funkcji mózgu z wykorzystaniem fMRI oraz obrazowania dyfuzyjnego

Badanie złożonych systemów obliczeniowych jest ułatwione dzięki mapom sieciowym, takim jak schematy obwodów. Takie mapowanie jest szczególnie informacyjne, gdy ...

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest jednoczesna analiza struktury i funkcji mózgu przy użyciu obrazowania rezonansem magnetycznym. Osiąga się to poprzez zastosowanie MRI wysokiego pola do obrazowania struktury białej materii mózgu za pomocą obrazowania widma dyfuzji (DSI) oraz pomiaru funkcji mózgu za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego w trybie BOLD (bold fMRI). Następnie dane DSI są przetwarzane w celu uzyskania wielokierunkowych szacunków dyfuzji w każdym punkcie mózgu.Dodatkowo dane fMRI są analizowane w celu wyznaczenia obszarów zainteresowania (ROI) służących do generowania lub wyboru wirtualnych włókien istoty białej. Następnie obszary zainteresowania są dopasowywane do danych DSI, tak aby dane funkcjonalne i strukturalne znajdowały się we wspólnej przestrzeni obrazowania. Na koniec, na danych dyfuzyjnych przeprowadza się traktografię w celu oszacowania szlaków istoty białej łączących funkcjonalne obszary zainteresowania. Wyniki pozwalają określić stopień łączności anatomicznej pomiędzy obszarami mózgu, których funkcjonalne powiązanie zostało postawione jako hipoteza.Na podstawie danych z fMRI wykonanych podczas zadania. Niedawne zbieżne dowody sugerują, że

co-analysis-brain-structure-function-using-fmri-diffusion-weighted

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Współpraca nad analizą struktury i funkcji mózgu z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego funkcyjnego i obrazowania dyfuzyjnego

W niniejszym artykule przedstawiono projekt eksperymentalny, w którym animowane postaci całego ciała są wykorzystywane w połączeniu z funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (fMRI) do badania neuronalnych korelatów obserwowania wirtualnych interakcji społecznych.

Badanie obrazowania mózgu w celu analizy neuronalnych korelatów obserwowania wirtualnych interakcji społecznych

Techniki neuroobrazowania, takie jak funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) oraz obrazowanie tensora dyfuzji (DTI), stają się coraz bardziej użyteczne w charakteryzacji deficytów poznawczych i neurologicznych w autyzmie. Przedstawiono badanie łączności mózgowej w autyzmie na poziomie sieci oraz adaptacje procedur skanowania dzieci z zaburzeniami rozwojowymi.

Badanie mózgu w autyzmie z wykorzystaniem fMRI oraz obrazowania tensora dyfuzji

Celem naszych badań jest powiązanie zachowania z aktywnością mózgu. Dokładne pomiary behawioralne i techniki obrazowania pozwalają nam wyjaśnić zależności między mózgiem a zachowaniem.

Korelacja reakcji behawioralnych z sygnałami fMRI z ludzkiej kory przedczołowej: badanie procesów poznawczych z wykorzystaniem analizy zadań

Techniki wielowymiarowe, w tym analiza głównych składowych (PCA), zostały wykorzystane do identyfikacji wzorców sygnatur zmian regionalnych w funkcjonalnych obrazach mózgu. Opracowaliśmy algorytm identyfikacji powtarzalnych biomarkerów sieciowych do diagnostyki chorób neurodegeneracyjnych, oceny progresji choroby oraz obiektywnej oceny efektów leczenia w populacjach pacjentów.

Identyfikacja wzorców kowariancji przestrzennej związanych z chorobą przy użyciu danych neuroobrazowych

Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) zasadniczo służy jako narzędzie oparte na MRI do identyfikacji in vivo mikrostruktury mózgu i procesów patologicznych spowodowanych zaburzeniami neurologicznymi w obrębie istoty białej mózgu. Analizy oparte na DTI pozwalają na zastosowanie ich w chorobach mózgu zarówno na poziomie grupy, jak i w danych pojedynczych osób.

Rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w analizie chorób neurodegeneracyjnych

Sieć trybu domyślnego (DMN) w padaczce skroniowej (TLE) jest analizowana w stanie spoczynku mózgu za pomocą rezonansu magnetycznego (fcMRI) opartego na nasionach.

Analiza sieciowa sieci w trybie domyślnym z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego łączności funkcjonalnej w padaczce skroniowej

Metoda obrazowania multimodalnego EEG-fMRI, znana jako metoda obrazowania źródła EEG ograniczona czasoprzestrzennie za pomocą fMRI, jest opisana tutaj. Przedstawiona metoda wykorzystuje warunkowo aktywne submapy fMRI lub wcześniejsze mapy, aby pokierować lokalizacją źródła EEG w sposób, który poprawia specyficzność przestrzenną i ogranicza błędne wyniki.

Jednoczesny zapis EEG i funkcjonalny rezonans magnetyczny oraz analiza integracji w celu dynamicznego obrazowania aktywności kory mózgowej

Ogólnym celem tej procedury jest uzyskanie ilościowych informacji mikrostrukturalnych o hipokampie u szczura z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu. Odbywa się to za pomocą zaawansowanego protokołu obrazowania rezonansu magnetycznego ważonego dyfuzją oraz analizy parametrycznych map dyfuzji opartej na obszarze zainteresowania.

Zaawansowane obrazowanie dyfuzyjne w hipokampie szczurów z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu

To badanie zintegrowało obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego i obrazy oznaczające wirowanie tętnic w celu uzyskania atlasu przepływu krwi w mózgu (CBF) dla obszarów funkcjonalnych mózgu. Porównanie typowych atlasów CBF dla zdrowego i przewlekłego niedokrwienia mózgu ujawniło znaczące różnice w regionalnym rozmieszczeniu CBF, umożliwiając szybką, nieinwazyjną ocenę funkcjonalnej CBF, aby pomóc w diagnozie i ocenie terapii.

Budowa i zastosowanie atlasu przepływu krwi w mózgu opartego na regionie funkcjonalnym mózgu z wykorzystaniem obrazowania metodą rezonansu magnetycznego i znakowania wirowania tętnic

Opracowaliśmy metodę jednoczesnego wykonywania funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym oraz rejestracji elektrofizjologicznej w mózgu gryzoni, co stanowi platformę do badania zależności między aktywnością neuronalną a sygnałem fMRI zależnym od poziomu utlenowania krwi (BOLD).

Jednoczesne badanie fMRI i elektrofizjologii w mózgu gryzoni

Poznaj metodę jednoczesnej analizy struktury i funkcji mózgu za pomocą obrazowania rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem DSI i fMRI. Technika ta pozwala powiązać łączność anatomiczną z właściwościami funkcjonalnymi sieci mózgowych.

Współanaliza struktury i funkcji mózgu z wykorzystaniem fMRI oraz obrazowania dyfuzyjnego

Przeglądaj więcej filmów