Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

דיקור ניטור השפעות על המוח האנושי על ידי fMRI

Published: April 8, 2010 doi: 10.3791/1190

Summary

ניטור FMRI ופיזיולוגיות משמש כדי לחקור את ההשפעות של אקופונקטורה על מערכות העצבים המרכזית ואת הפריפריה. דיקור מגייסת רשת הלימבית-paralimbic-neocortical, עם חפיפה גדולה עם רשת מצב ברירת המחדל, כדי לווסת את פעילות נוירולוגית, ייתכן שהיה קשור אפקט האוטונומית שלה במערכת העצבים ההיקפית.

Abstract

Functional MRI משמש כדי לחקור את ההשפעות של אקופונקטורה על התגובה BOLD ואת קישוריות תפקודית של המוח האנושי. תוצאות מראים כי דיקור מגייסת רשת הלימבית-paralimbic-neocortical ואנטי בקורלציה שלה הסנסורית / paralimbic רשת ברמות מרובות של המוח שהתגובה hemodynamic מושפעת התגובה פסיכופיסיות. ניטור פיזיולוגית ניתן לבצע כדי לחקור את התגובה היקפי של תפקוד העצבים האוטונומית. וידאו זה מתאר את המחקרים שבוצעו ב LI4 (Hegu), ST36 (zusanli) ו LV3 (taichong), נקודות הדיקור הקלאסיות שאינן בשימוש נפוץ לפעולות modulatory וכאב להפחתת. בעיות מסוימות הדורשות טיפול ביישומים של fMRI לחקירה דיקור מצוינים.

Protocol

חלק 1: הסכמה מדעת הכנה ובכפוף

מתנדבים בוגרים בריאים מגויסים למחקר לפי עמוד סקירה מוסדיים אישרה הליכים. הסכמה מדעת של הנושא הוא חתם לפני תחילת המחקר.

חלק 2: הגדרת ציוד ניטור פיזיולוגי

מערכת מכשירים לספירה PowerLab מאפשר נתונים פיזיולוגיים להיות מסונכרן עם הסריקה באמצעות fMRI את האות ההדק fMRI מוקלט בערוץ קלט. זוהי מערכת מבוססת מחשב נייד עם תשומות עבור א.ק.ג., נשימה, מוליכות חשמלית של העור בתגובה, oximetry הדופק, וכל אות פיזיולוגיים אחרים, כי היה צריך להיות מוקלט.

  1. אם מערכת חגורת הנשימה נמצא בשימוש, מתמר חייב להיות מחובר לשקע החשמל בחדר הסמוך לסורק, עם צינור המוביל את תיאבונו של חגורת דרך כניסת לחדר לסרוק מחבר BNC המוביל PowerLab ב סריקה חדר הבקרה.
  2. אם ההדק נמצא בשימוש כדי לסנכרן את הנתונים הפיזיולוגיים נתוני ה-fMRI, אז כבל BNC צריך גם לחבר את אות ה-MRI ההדק הסורק PowerLab בחדר הבקרה סריקה.
  3. איסוף מכשירי ניטור. ארבע אלקטרודות א.ק.ג. יהיה צורך, כמו גם כבל א.ק.ג. מחובר MR-תואם ב rollcart מערכת Vivo.
  4. אם המוליכות החשמלית של העור נמדדת, חבר את מוליכות העור מחברים לתוך תיבת הפריצה בחדר הסריקה, יש מוליכות העור בג'ל מוכן בחדר הסריקה.

חלק 3: נושא הכנת MR סריקה

  1. חשוב לשלול חרדה עייפות מיותרת וביום הסריקה כי המדינה בסיסיים יכולים להשפיע על תגובת המוח לגירוי אקופונקטורה. הצע נושא לאכול ארוחה קלה לפני ההליך, כך התגובות חולשה מטרידה ניתן להימנע מכך.
  2. הדריכו את הנושא לשכב פרקדן במכונה עם אטמי אוזניים כדי לדכא רעש סורק עם ראש משותקת על ידי תומך מרופד. מאז יחס אות / רעש של סורק אקופונקטורה נמוך בהשוואה מנוע משותף או משימות חזותיים, נתונים נוטה להיפגם בקלות רבה יותר על ידי תנועת הראש. תמיכה ממוקמת מתחת לברכיים כדי לשמור על עקבים הטופס את פני השטח של האלונקה כדי להפחית את התנועה בגוף. סליל ראש מחוזק וכריות מותאמים לנוחות. להפעלת הסריקה הממוצע של 2 שעות, נוחות היא חיונית לצורך סריקה ללא הפרעה.
  3. אם ניטור פיזיולוגי הוא הרצוי, הנושא צריך להיות מוכן על פי הסעיף הקודם, בטרם הוכנס הסורק. רצוי לעקוב אחר ערות של הנושא עם מעקב עיניים במהלך סריקות אם זמין.
  4. צרף 4 אלקטרודות א.ק. ג אל החזה השמאלית העליונה של הנושא (עבור נושאים נשים, לנקוט באמצעי זהירות פרטיות כגון הפחתת תריסים על החלון כדי המפרץ בחדר הבקרה סריקה סוגרת את הדלת סורק). צרף כבל על אלקטרודות של המכשיר ב Vivo. בטיחות זה כבל ואת כל הכבלים האחרים מובילים לנושא צריך לרוץ ישירות על שולחן הסריקה, מבלי להרכיב כל לולאות. הפעל את המכשיר ב Vivo ולבדוק איכות האות ECG. התאם את מיקום האלקטרודה במידת הצורך.
  5. מלאו את הבארות של אלקטרודות SCR עם ג'ל מוליך. זה ג'ל מיוחד SCR צריך להיות שוה לעור. בצע לפתוח אפס במעגל בתוכנה תרשים. צרף אלקטרודות SCR ל 2 כריות סמוך אצבע הדיסטלי של היד של הנבדק על ידי גלישת ולקרו סביב חזק ככל נוח.

חלק 4: פונקציונלית MR רצפים הדמיה המותאמים אקופונקטורה הדמיה.

  1. אנו משתמשים 1.5 או 3.0 טסלה סימנס שלישיית מערכת MRI (סימנס, Erlangen, גרמניה) מצויד הדמיה מישוריים הד עם סליל ראש תקן ריבועית.
  2. המחקרים שלנו במשך השנים באופן עקבי הוכיחו כי הדיקור היה פעולה נרחב על פני מערכות תפקודית ברמות מרובות של המוח. מבנים הממוקמת בבסיס המוח כגון האמיגדלה, ההיפוקמפוס, קליפת המוח הקדם חזיתית הגחון המדיאלי subgenual ואזורים רגישים במיוחד חפצים הרגישות. חשוב לבדוק כל סריקה פונקציונלי EPI כדי לשלול איבוד אות באזורים אלה, כמו שמצאנו הבדלים הפסד של אותות בין שני דגמים של סורק סימנס עם עוצמת השדה דומה עם רצף MRI דומה לאיסוף נתונים.
  3. פרוסות המוח מדלל עדיפים להפחתת הרגישות חפצים. פרוסות בעובי 3 מ"מ עם 0.6 מ"מ או 0.75 מ"מ פער בכיוון sagittal או צירית משמשים כדי לכסות את המוח כולו כולל גזע המוח ואת המוח הקטן, בהתאם לקיבולת הזיכרון של מערכת הדמיה. אוריינטציות אחרות עובי פרוסת יכול לשמש הדמיה מוחית חלקית. תשומת לב מיוחדת אנו מקדישים לנושאים אלה לתרום יותרהממצאים עקביים של השפעות הדיקור על המבנים בבסיס המוח.
  4. סריקות תפקודיות נרכשות עם רצף T2 *- משוקלל הד שיפוע (TR / TE 4000/30 ms, 200 מ"מ FOV, מטריצה ​​זווית 64x64, להפוך 90 מעלות, עובי פרוסת 3.0 מ"מ, פער 0.6 מ"מ). רכשנו סך של 150 נקודות זמן 10 דקות. אוסף תמונה קודמת 4 סריקות דמה כדי לאפשר איזון של האות fMRI. TE קצר מפחית רגישות חפצים. TR ארוך יחסית היתרי כיסוי המוח כולו עם רזולוציה מרחבית גבוהה.

חלק 5: Localizer הראשוני סריקות אנטומיים

  1. לפני סריקות פונקציונלי עם דיקור מנוהלים, סריקה Localizer, סריקה ברזולוציה גבוהה אנטומי, ואת T1 משוקלל 3D MP-בהתקף נרכשים כדי להבטיח מיקום נכון חוסן אנטומי. תצפית כללי בשלב זה יכול להבטיח כי סריקות מיותרות לא מנוהלים. Localizer, סריקה קצרה מאוד, מבטיח כי המוח כולו נכלל בסריקה, ומאפשרת לך קו זה עם קו AC-PC. אם יש חריגות החשוד, החוקרים תשלח תמונות רדיולוג מיומן אבל לא צריך לעשות שום טענות על מה על הסריקה נושאים.
  2. סריקות הראשונית לקחת בערך 20 דקות בסך הכל. צפייה קצרה יכול להגיד את החוקר אם זה יהיה שימושי להמשיך סריקה. זהו זמן טוב לדבר עם הנושא ולוודא כי הם עדיין נוח ולא חווים כל תופעות לוואי מלהיות מגנט.

חלק 6: דיקור עם ניטור fMRI

מבין שתי צורות הטיפול (מניפולציה מחט ידני וגירוי חשמלי), וידיאו זה יהיה מוגבל ידני דיקור, אשר יש היסטוריה הרבה יותר של שימוש קליני. אקופונקטורה מנוהל בריצות כפולות נקודות דיקור קלאסיות LI4 מצד, LV3 ברגל או ST36 על הרגל, העסקת סטריליים, חד פעמי רק דיקור במחטים לשימוש.

  1. הדריכו את הנושאים להירגע, לשמור בעיניים עצומות ולהימנע תנועות במהלך סריקה. כדי למנוע גירוי מזיק, אנחנו דווקא להנחות את הנושא להעלות אצבע אחת אם כל התחושות דיקור גישות ציון של 8, ולהעלות שתי אצבעות במקרה של כאב חד של תואר כלשהו.
  2. לאחר הכנסת, מחט רגישות pretest של הנושא סובלנות מניפולציה מחט כדי לעזור לבחור את עומק הכניסה ואת הכוח של מניפולציה על איסוף הנתונים.
  3. במהלך הדמיה תפקודית 10 דקות, המחט הוא הסתובב במשך דקות 2 במהלך M1 ו-M2, והשאיר במקום בתקופות שאר R1 (2min)), R2 (3min), R3 (1 דקות). האקופונקטורה מקפיד לא להתקרב או לעזוב את הנושא ישירות לפני או אחרי תקופת גירוי, כמו גם בתנועה העלולים להשפיע על התוצאות. (Paradigm, איור 1)
    איור 1
    באיור 1. פרדיגמה דיקור fMRI.
  4. עם השלמת אקופונקטורה, האקופונקטורה את הרשומות הכוח שבו המחט מתנגד מניפולציה. בסוף כל סריקה, אחרת הצוות החוקר שואל את הנושא לתחושות כיתה מנוסה בסולם של 1-10. הרשימה, כאב, כאב, לחץ, מלאות, כבדות, חוסר תחושה, עקצוץ, כאב עמום, כאב חד, מבוסס על ניסיון של הקהילה האקופונקטורה לבין נתוני הניסוי הקודם ולא שאלונים כאב בספרות. תגובת פסיכופיסיות מסווגת כקבוצה deqi טיפוסי קבוצה נוספת של deqi מעורבב עם כאב חד המבוסס על רשומות אלה.
  5. דבר אל נושאים בין סריקות כדי לוודא שהם מרגישים נוח והם להישאר ער. אם חלק כלשהו של הגוף שלהם מתחיל לכאוב או להרגיש לא נוח, צוות מחקר באתר יש לנקוט בצעדים המתאימים על מנת להקל על אי נוחות. תנועות שנוצר על ידי הנושא יגרום נזק לנתונים. נושאים מזדמנים יכולים להירדם במהלך סריקה, אשר ישפיע על התגובה hemodynamic.

חלק 7: עיבוד נתונים

  1. רמות מרובות של ניתוח ניתן להריץ. מודל ליניארי כללי משתמשת תקופות מנוחה כבסיס לקביעת אות BOLD% MR לשנות את כל voxel המוח במהלך המשימה. הוא גם קובע את המובהקות הסטטיסטית של שינויים אלה ומסיר נתונים BOLD כי אינם מגיעים 3 voxels רציף ב מסוים p-value.
  2. בצע זרע מבוססי ניתוח קורלציה בין להראות את קישוריות תפקודית בין אזור אחד נוירולוגיות שאר המוח. הדבר נעשה על ידי בחירת אזורים התייחסות משווה שלה בזמן כמובן עם זה של כל voxel אחרים במוח. ניתוחים אחרים כגון ניתוח מרכיבים עצמאיים, ניתוח אשכולות מטושטשת, מידול משוואות מבניות, סיבתיות גריינג'ר יכול להיות מיושם.
  3. נתונים פיזיולוגיים יכוליםלהיות מנותח על ידי ממוצעים של תגובה בתוך חלונות הקשורים לגירוי מחט דיקור. לדוגמה, נתוני אק"ג ניתן להוסיף הערות על תזמון QRS קומפלקס ואחריו ניתוח של קצב הלב ואת קצב השתנות הלב.

חלק 8: תוצאות

איור 2
איור 2. בתגובה hemodynamic דיקור deqi לעומת גירוי מישוש ב LI4 הנכון, ST36 ו LV3 (52 runs/37 נבדקים). אשכולות של מבנים מנוטרל ב (קליפת המוח הקדמית המדיאלי) MPFC (1), MPC (קליפת המוח הקודקודית המדיאלי) (2), MTL (באונה הטמפורלית מדיאלית) (3), בלטו יותר אקופונקטורה (איור) מאשר גירוי מישוש (איור ב '). שחרור משרות נרחב של BA22/21 ימין (4) דיקור לא נצפתה גירוי מישוש. BA43 הסנסורית (5) ו העמותה קליפת המוח (6) הראו הפעלה יותר לגירוי חוש המישוש מאשר דיקור (לא מוצג). מעניין, האינסולה הקדמי הימני, (7) הופעל דיקור ולא גירוי מישוש. (P <0.0001).

איור 3
איור 3. בתגובה hemodynamic ב deqi (52 runs/37 נבדקים) לעומת deqi מעורבב עם כאב חד (52 runs/29 נבדקים) במהלך אקופונקטורה ב LI4 הנכון, ST36 ו LV3, שחרור משרות הבולטים של MPFC (1), MPC ( 2) ו MTL (3) ראיתי עם כאב deqi נעדר (איור א ') נחלש בנוכחות הכאב (איור ב'). עם הכאב, הפעלה של קליפת המוח הסנסורית העמותה (4) הפכו בולטים יותר, קבוצת משנה של אזורים הלימבית paralimbic כגון midC / SMA (5), postC_BA23 (6), איימי (7), ו vermis cerebellar ( 8) הפך לפעיל. הזכות הקדמי האינסולה (9) הופעל ניכרת deqi בעוד אזורים קטנים של האינסולה הקדמי ואת האחורי (10) הופעלו בילטרלי בכאב. P <0.0001.

איור 4
איור 4 חפיפה של רשת הלימבית-paralimbic-neocortical (LPNN) דיקור עם הרשת במצב ברירת המחדל (DMN). תגובת BOLD של LPNN על ידי ניתוח GLM (Fig.A) ועל ידי ניתוח מודל ללא Cluster Fuzzy (איור ב ' ) במהלך אקופונקטורה ב LI4, ST36 ו LV3 להראות דפוסים כמעט זהים עם DMN (Fig.C, עיבוד שולמן et al, 1997). אשכולות של אזורים עם ירידות אות קוהרנטית מופיעים קליפת המוח הקדם חזיתית המדיאלי (1), postero-הקורטקס המדיאלי (2) ו באונה הטמפורלית (3). p <0.0001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

העסקתו של טכניקות ראויה, את החוויה של האקופונקטורה לבין גודל המדגם גדול כדי לאפשר הפרדה בין השפעות בלבול של גירוי מזיק בשוגג חשובים ברכישת ופרשנות של נתונים דיקור fMRI. המחקרים שלנו של נקודות דיקור קלאסיות כמה עולה כי דיקור מודולציה הרשת הלימבית, מערכת חשובה הרגולציה הפנימית של המוח האנושי. רשת מראה חפיפה משמעותית עם מצב ברירת המחדל של המוח מנוחה. שינויים אלו קשורים לתפקוד העצבים האוטונומית ניתן להדגים על ידי ניטור פיזיולוגי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

העבודה נתמכה על ידי המרכז NIH / הלאומי לרפואה משלימה ואלטרנטיבית (R21AT00978) (1-P01-002048-01) (K01-AT-002166-01), המרכז הלאומי למשאבי מחקר (P41RR14075), מחלת נפש ו Neuroscience מכון דיסקברי (MIND) והמוח פרויקט גרנט (NS 34,189).

References

  1. Hui, K. K. S., Liu, J., Marina, O., Napadow, V., Haselgrove, C., Kwong, K. K., Kennedy, D. N., Makris, N. The integrated response of the human cerebro-cerebellar and limbic systems to acupuncture stimulation at ST 36 as evidenced by fMRI. Neuroimage. 27 (3), 479-496 (2005).
  2. 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. Acupuncture mobilizes the brain's default mode and its anti-correlated network in healthy subjects. Brain Res. 1287, 84-103 (2009).
  3. Napadow, V., Dhond, R. P., Purdon, P., Kettner, N., Makris, N., Kwong, K. K., Hui, K. K. Correlating acupuncture fMRI in the human brainstem with heart rate variability. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 5, 4496-4499 (2005).
  4. Shulman, G. L., Corbetta, M., Buckner, R. L., Raichle, M. E., Fiez, J. A., Miezin, F. M., Petersen, S. E. Top-down modulation of early sensory cortex. Cereb. Cortex. 7 (3), 193-206 (1997).

Tags

Neuroscience גיליון 38 דיקור סיני BOLD fMRI הלימבית-paralimbic-neocortical המערכת בתגובה פסיכופיסיות ניטור פיזיולוגי
דיקור ניטור השפעות על המוח האנושי על ידי fMRI
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Hui, K. K. S., Napadow, V., Liu, J., More

Hui, K. K. S., Napadow, V., Liu, J., Li, M., Marina, O., Nixon, E. E., Claunch, J. D., LaCount, L., Sporko, T., Kwong, K. K. Monitoring Acupuncture Effects on Human Brain by fMRI. J. Vis. Exp. (38), e1190, doi:10.3791/1190 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter