Method Article

Свободно-дыхательный метод FMRI для изучения обонятельной функции человека

DOI:

10.3791/54898

⸱

July 30th, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Center for NMR Research, Department of Radiology, Pennsylvania State University College of Medicine, 2Department of Neurosurgery, Pennsylvania State University College of Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы представляем технические проблемы и решения для получения надежных данных о функциональном магнитно-резонансном томографе (fMRI) из центральной обонятельной системы человека. Это включает в себя особые соображения в конструкции парадигмы обонятельной fMRI, описания сбора данных fMRI с помощью MFP-совместимого ольфактометра, выбор одорантов и специальный программный инструмент для последующей обработки данных.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Изучение обоняния человека представляет собой очень сложную и ценную область с приложениями, начиная от биомедицинских исследований и заканчивая клинической оценкой. В настоящее время оценка функций центральной обонятельной системы человека с функциональной магнитно-резонансной томографией (fMRI) по-прежнему является проблемой из-за нескольких технических трудностей. При рассмотрении эффективного метода сопоставления функции центральной обонятельной системы с использованием fMRI следует учитывать некоторые важные переменные, включая правильный выбор одорантов, взаимодействие между представлением запаха и дыханием и потенциальное ожидание или привыкание к одорантам. Связанная с событиями, вызванная дыханием обонятельная методика МРТ может точно вводить одоранты для стимуляции обонятельной системы при минимизации потенциальных помех. Он может эффективно фиксировать точные наборы сигналов fMRI в первичной обонятельной коре, используя наш метод пост-обработки данных. Техника предварительнойПриведенный здесь, обеспечивает эффективное и практическое средство для создания надежных обонятельных результатов ФМР. Такая методика в конечном счете может быть применена в клинической области как диагностический инструмент для заболеваний, связанных с обонятельной дегенерацией, включая болезнь Альцгеймера и Паркинсона, поскольку мы начинаем более подробно понимать сложность обонятельной системы человека.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Человеческая обонятельная система понимается гораздо больше, чем сенсорная система, потому что обоняние также играет важную роль в гомеостатической регуляции и эмоциях. Известно, что человеческая обонятельная система уязвима для нападений многих распространенных неврологических заболеваний и психических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, посттравматическое стрессовое расстройство и депрессия 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . В настоящее время функциональная магнитно-резонансная томография (f....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Следующий экспериментальный протокол соответствовал руководящим принципам Совета по институциональному обзору Медицинского колледжа Государственного университета штата Пенсильвания, и человек-человек дал письменное информированное согласие до участия в исследовании.

Примечание. В целях демонстрации представлена ​​простая парадигма стимуляции запаха с использованием коммерчески доступного, аналога для МРТ-олифактометра. Эта парадигма доказала свою эффективность в снижении эффекта привыкания и позволила получить достоверные обонятельные данные МРТ 15 . Определенные шаги, описанные в этом протоколе, могут быть специфи....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

На рисунке 1 показана установка обонятельного fMRI внутри и снаружи магнитной комнаты с учетом совместимости с MR. На рисунке 2a показана стандартная парадигма фиксированного времени, а на рисунке 2b показана парадигма, где «триггер дыхания» позволяет синхронизировать доставку запаха и ингаляцию.

Регулярная картина дыхания с четкими ингал.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Экспериментальные процедуры следует тщательно рассмотреть и правильно выполнить для сбора надежных данных об активации обонятельной системы. Критические этапы в протоколе включают в себя реализацию парадигмы, вызванной дыханием, для синхронизации доставки запаха с получением изображения, подготовки правильных концентраций одорантов для контроля психофизических реакций, настройки ольфактометра с надежным стабильным сигналом дыхания и постоянным потоком воздуха и последующего дыхания И временные данные администрирования з.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет подтверждений.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
МРТ-сканер 3TSiemensЛюбой МР-сканер приемлем.
ОльфактометрEmerging Tech Trans, LLCДопустим любой ольфактометр с аналогичными возможностями.
6-канальный носитель одорантаEmerging Tech Trans, LLC
Носовой наконечник/аппликаторEmerging Tech Trans, LLC
Трубка из ПТФЭEmerging Tech Trans, LLC
TTL конвертерEmerging Tech Trans, LLC
Респираторный сенсорный ременьEmerging Tech Trans, LLC
МаслолавандыGivaudan Flavors Corporation
1,2 пропандиолSigmaP6209
ONSETwww.pennstatehershey.org/web/nmrlab/resources/software/onset
SPM8 Центр нейровизуализации Wellcome Trust, Университетский колледж Лондона, Лондон, Великобритания 

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Doty, R. L., Reyes, P. F., Gregor, T. Presence of both odor identification and detection deficits in Alzheimer's disease. Brain Res Bull. 18 (5), 597-600 (1987).
  2. Hummel, T., et al. Olfactory FMRI in patients with Parkinson's disease. Front Integr Neuro....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Olfactory fMRIRespiration TriggeredOlfactory StimulationfMRI Data ProcessingOlfactometer SetupRespiration BeltONSET ProgramOlfactory CortexOdorant SelectionHabituation Effects

Related Articles