وهدف النهج المبين تحديد في لحظات ما من النموذج (المنظور الزمني)، وبين المناطق التي (المنظور المكاني)، تحدث عملية هامة في الاتصال الفنية في التصوير بالرنين المغنطيسي الوظيفي تسجيلات لعبت خلالها حافزا الوقت غير الساحلية.
المستندة إلى المهام الوظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي يحمل إمكانيات كبيرة لفهم كيف يتفاعل الدماغ لأنواع مختلفة من التحفيز؛ ومع ذلك، غالباً ما يتحقق ذلك دون النظر في الأوجه الحيوية للمعالجة الفنية، والنواتج التحليلية عادة بحساب التأثيرات المدمجة من الآثار المهمة يحركها وتقلبات عفوية الأساسية لنشاط الدماغ. هنا، نحن نقدم خط أنابيب منهجية رواية التي يمكن أن تتجاوز هذه القيود: يسمح استخدام مخطط تحليلي نافذة ينزلق تعقب التغييرات الفنية على مر الزمن، ويمكن من خلال هذا الموضوع عبر قياسات علائقية، النهج عزل الآثار المتصلة بالحوافز البحتة. وبفضل عملية صارمة عتبة، يمكن استخراج تغيرات هامة في العلاقة الوظيفية بين الموضوع وتحليلها.
على مجموعة من الأصحاء الذين خضعوا طبيعي التحفيز السمعية-البصرية، نبدي بفائدة هذا النهج بربط نقلهم الفنية كشف لمنبهات معينة من الفيلم. ونحن تبين كيف، من خلال أسلوبنا، واحدة يمكن التقاط أما صورة زمنية لنشاط الدماغ (تطور اتصال معين)، أو التركيز على لقطة مكانية في نقطة الزمنية رئيسية. نحن توفير نسخة متاحة لخط الأنابيب كلها، ووصف الاستخدام وتأثير معالمها الرئيسية خطوة بخطوة.
التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (الرنين المغناطيسي الوظيفي) أصبح الأداة المفضلة لغير إينفاسيفيلي رصد التغيرات في نشاط الدماغ الناتجة عن المؤثر الخارجي. وبشكل أكثر تحديداً، ظهر اهتمام حية حول فهم الترابط الإحصائي بين الدورات وقت التنشيط الإقليمية، المعروفة باسم اتصال وظيفية (FC)1 ويحسب عادة كارتباط بيرسون معامل. إينتيربلايس الوظيفية عبر الدماغ أظهرت على نطاق واسع لإعادة تكوين كوظيفة من وظائف الأساسية المهمة2،3،4.
اتبعت اتجاهين التحليلية بشكل منفصل يذهب إلى أبعد من هذا الوصف التمهيدي: من ناحية، لوحظ رد فعل حافزا الوقت غير الساحلية في منطقة معينة من الدماغ ترتبط بقوة عبر مواضيع مميزة5 . التحديد الكمي لهذا الموضوع العلاقة بين (ISC) وأظهرت إمكانات لتحسين فهمنا للإدراك6،7،،من89 والدماغ اضطرابات10،11 . علاوة على ذلك، وهذا الموضوع عبر نهج علائقية مددت أيضا لتقييم التزامن عبر الإقليمية12، في ما أصبح يعرف باسم نهج العلاقة الوظيفية بين الموضوع (الدوليان)13.
من ناحية أخرى، بدأت نكهة دينامية لعملية التيسير تحظى باهتمام متزايد (انظر هوتشيسون et al.14، بريتي، بولتون و Van De Ville15، غونزاليس-كاستيو وبانديتيني16 للاستعراضات التي جرت مؤخرا على الجانبين يستريح الدولة وتستند إلى المهام لهذه المسألة.) على وجه الخصوص، يمكن تعقب كل الدماغ FC التغييرات على مر الزمن من خلال قياسات متتالية الارتباط على مر تحول تدريجيا من نافذة الفرعية الزمانية17،18، يكشف عن بصيرة إضافية في سياق المهام السلوكية 19،20.
نقدم هنا، إطار منهجي الذي يجمع بين هذه السبل اثنين. والواقع أن نحسب الدوليان في أزياء نافذة منزلقة لتتبع تطور التزامن عبر الإقليمية بين المواضيع التي تتعرض لنموذج الوقت غير الساحلية، وطبيعي. من خلال الجانب المتعلق بهذا الموضوع عبر الأسلوب، هي ركزت التحليلات آثار يحركها التحفيز، بينما هي بشدة ثبط التغييرات التلقائية الرنين المغناطيسي الوظيفي (والتي غير مربوط عبر المواضيع). هذا أمر مهم لأنماط نشاط الدولة يستريح وأثارت مهمة مفهومة متزايد تتسم بخصائص متميزة21،22.
أما بالنسبة للمكون الحيوي للأسلوب، فإنه يمكن وصف أكثر اكتمالا ودقة من المحفزات المهمة، لا سيما عندما يحقق نموذج طبيعي التي يتم الجمع بين مجموعة متنوعة من الرموز (السمعية والبصرية، الاجتماعية، إلخ.) مع مرور الوقت. علاوة على ذلك، كما تم تقييم الإحصائية السليمة من التقلبات دينامية كبيرة المثيرة للجدل23،24، نهجنا يأخذ خاصة رعاية هذا الجانب من التحليلات بعزل تغيرات الدوليان من خلال مقارنة البيانات فارغة مناسبة.
نحن توضيح الأسلوب على مجموعة من الأصحاء يتعرضون لحافز فيلم السمعية-بصرية، الذين نظهر أن الدوليان زمنية ومكانية تغيير التشكيلات الجانبية الناشئة عن فيلم المترجمة يمكن استخراج فترات الفرعية بدقة. عند القيام بذلك، ونحن أيضا وصف تأثير المعايير التحليلية الرئيسية يمكن تحديدها بواسطة المستخدم. تستند هذه النتائج المعروضة في جزء البيانات المنشورة سابقا،من25إلى26.
على مجموعة الأصحاء، أظهرنا كيف متزامن عبر موضوع الزيادات والانخفاضات في لجنة التيسير، العابرين الدوليان، أن المباراة العظة فيلم المترجمة وقتيا، تقديم المعلومات التي تذهب إلى أبعد من وصف ثابت. على الرغم من أن استخدام ارتباط هذا الموضوع عبر تدابير يمكن أن يركز التحليل على يحركها الحوافز الوظيفية نقلهم، واحدة يجب أيضا علم بأنه يحد من النتائج إلى الآثار المشتركة عبر السكان درس: ومن ثم، ذات المستوى المنخفض تجهيز الحسية من المتوقع أن تكون ممثلة تمثيلاً زائداً مقارنة بتجهيز أمامي40. لتجاوز هذا الحد، والأساليب الجديدة التي لديها أيضا القدرة على استخراج المناطق التي تختلف بشدة عبر مواضيع يجري المتقدمة41.
قيد آخر من المنهجية التي أدخلت ينشأ من ناحية النافذة المنزلقة، كما خفضت الأزمنة من دورات الزمن عابر الدوليان مقارنة بالنهج فراميويسي15. وكما أظهرنا، مطلوب مفاضلة بين طول نافذة منخفضة بما فيه الكفاية لحل بشكل صحيح دينامية الدوليان نقلهم، وتقديرات حجم كبير ما فيه الكفاية للحصول على قوة. كفالة اثنين من الخطوات الحاسمة في إطار عملنا أن العابرين الدوليان المستخرجة تعكس التغيرات التي تحدث بالفعل في الاتصال: أولاً، تصفية عالية تمرير الدورات الزمنية الإقليمية مع معكوس طول النافذة32؛ ثانيا، استخدام البيانات الدوليان الدولة يستريح لتوليد توزيع فارغة ذات الصلة، مع معلمات اقتناء متطابقة بالمقارنة بالبيانات المتعلقة بالحوافز. وبطبيعة الحال، هذا الأخير يتطلب أيضا وقت اكتساب عالمية أكثر طولاً، حتى أنه يمكن جمع بيانات حالة يستريح على أعلى الدورات المتعلقة بالحوافز. كنهج بديل لتجنب التسجيلات يستريح دولة إضافية، كما نقدم إمكانية توليد بيانات المرحلة معشاة ذات شواهد مباشرة من هذه الدورات الزمنية المتعلقة بالحوافز، نهج كثيرا ما تستخدم في تحليل دينامية الاتصال الفنية 23 , 24-التقييم كذلك على مجموعة فرعية من دورات كشف أنه على الرغم من أن الأسلوب null يستريح الدولة أكثر تحفظا، وهكذا أقل عرضه لايجابيات كاذبة، الأنماط العالمية للكشف عن رحلة الدوليان مماثلة عبر كلا مخططات (انظر التكميلية الرقم 5).
التكميلية الرقم 5: “كشف الدوليان” الرحلات عبر طرق توليد البيانات فارغة. ليستريح-الدولة (قطع العمود الأيسر، الأزرق) أو المرحلة التعشيه (قطع العمود الأيمن، أحمر) البيانات فارغة توليد أساليب، النسبة المئوية للرحلات الدوليان المستخرجة عبر الاتصالات. يتم قطع أسفل اقحم على الاتصالات الصادرة من مناطق المخ تعتبر أول ثلاثة. خطأ يمثل الانحراف المعياري عبر المواضيع. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
مدة امتلاك الدولة يستريح فعلا يتعلق بمعلمة حرجة من التحليلات: α-القيمة. كما يتضح أعلاه، خيار تساهل يؤدي إلى كمية كبيرة من إيجابيات كاذبة في العابرين الدوليان تم الكشف عنها. أكبر مقدار من البيانات المتاحة في الدولة يستريح، أكثر صرامة معدل الإيجابية الكاذبة قابلة للتحقيق، لأن مستوى العتبة يمكن أن تستند إلى القيم المتطرفة أكثر من توزيع فارغة. وكدليل، ل n = 299 أطلس المناطق هنا ونظرا لدينا رصيده نقاط البيانات الدولة يستريح 5,762، يمكن أن نحقق في أحسن الأحوال قيمة α قريبة من 0.01 ٪ (راجع الخطوة 5.2.6 لتفاصيل رياضية).
نقطة أساسية أخرى تتصل بأي تحليل الرنين المغناطيسي الوظيفي يكمن في إزالة التحف المحتملة ذات الصلة بالحركة من30،البيانات تم تحليلها42دقيقة. على وجه الخصوص، إذا كان أحد يرغب في تطبيق خط الأنابيب أدخلت إلى السكان المريضة نستعرض وضع علامة على الحركة في الماسح الضوئي، نوصي بأن أعلى بما في ذلك متغيرات الحركة المتغيرات المشاركة في التحليلات الإحصائية المنجزة، تجهيزها إضافية يتم تشغيل الخطوات، مثل المويجات43 أو44من رائحة الحلف التعاوني الدولي وتقليل الضوضاء. مجموعة المقارنة، على سبيل المثال لمقارنة الدوليان العابرين بين صحية ومجموعة مريضة، سهولة يمكن أن يقوم بها تشغيل النهج المبين بالتوازي في كلتا المجموعتين من الفائدة (انظر تشخيص25 من بولتون et al. على سبيل مثال في عدد سكان الذين يعانون من اضطرابات طيف التوحد). ومع ذلك، يمكن أن تنشأ فرقا بين المجموعات ثم في إعدادات منفصلة اثنين: تغيير (1) الدوليان غائبة في مجموعة واحدة، أو (2) تطور غير متجانسة أكثر في تلك المجموعة. لفصل هذين العاملين، يجب تشغيل خط الأنابيب مرة أخرى للمجموعة المريضة، باستخدام موضوع صحة تعيين كمجموعة مرجعية في الخطوة bootstrapping. ففي الحالة الأولى سيؤدي لا تزال استجابة غائبة، في حين أن هذا الأخير لا.
على رأس ما وصفناها هنا، يفتح المنهجية التي أدخلت أيضا واعدة سبل المستقبل: من جانب تحليلي، خرائط الدوليان عابرة يمكن اعتباره على الدماغ الرسوم البيانية من المقاييس التي التحديد الكمي للدماغ يمكن أن يكون اتصال المشتقة45، أو يمكن استخراجها من خلال تجميع نهج دينامية الدوليان الدول وتقييمها من حيث هذه الخصائص المكانية والزمانية17،46. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتصور المرء أيضا استخدام أدوات قياس اتصال أكثر تطورا من معامل ارتباط Pearson للكشف عن الجانبين أكثر دهاء من نادي47،48.
من الجانب التجريبي، وتطبيق لدينا خط أنابيب لمجموعة موسعة أكثر من نماذج منظور واعدة: فعلى سبيل المثال، بدلاً من فيلم كدرس هنا، يمكن أن يتصور المرء لاستخدام قطعة من الموسيقى49 أو قصة سردية13، 50 كحافز الوقت غير الساحلية. بدلاً من ذلك، فإنه يمكن حتى يكون المتوخى، عن طريق هايبرسكانينج51، للتحقيق في الاتصالات الاجتماعية طبيعي52،53.
The authors have nothing to disclose.
بتأييد هذا العمل جزئيا بكل مما يلي: مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية (المنحة رقم 205321_163376 إلى DVDV) ومؤسسة Bertarelli (للسل و DVDV) والمركز للطب الحيوي التصوير (سايبم) والوكالة الوطنية للبحوث ( تيمبوفرونت منح عدد 04701 ALG). الكتاب تود أن تشكر روبرتو مارتوزي وجوليا بريتي لمساهمتها في محتوى الفيديو هذا العمل كمشغل التصوير بالرنين المغناطيسي على التوالي، وتفحص المتطوعين.
Freesurfer version 6.0 | Laboratory for Computational Neuroimaging, Martinos Center for Biomedical Imaging, Boston (MA), USA | https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/DownloadAndInstall | A MATLAB-compatible toolbox enabling to carry out various processing, visualisation and analytical steps on functional magnetic resonance imaging data |
MATLAB_R2017a | MathWorks | https://ch.mathworks.com/downloads/ | Working version of the MATLAB computational software (version 2014a or more recent should be used) |
Statistical Parametric Mapping version 12.0 (SPM12) | Wellcome Trust Center for Neuroimaging, University College London, London, UK | https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm12/ | A MATLAB-compatible toolbox enabling to perform statistical analyses on functional magnetic resonance imaging data |
Tim-Trio 3 T MRI scanner | Siemens | https://www.healthcare.siemens.ch/magnetic-resonance-imaging/for-installed-base-business-only-do-not-publish/magnetom-trio-tim | Magnetic resonance imaging scanner in which subjects have their functional brain activity recorded (at 3 T) |