Summary
Эта презентация демонстрирует использование МРТ для изучения нейронных цепей, лежащих в основе принятия решений. Простые восприятия задач в сочетании с аппетит и отвращение подкрепления чтобы исследовать, как результаты влияют на принятие процессов.
Abstract
Мы используем функциональной визуализации мозга (МРТ) для изучения нейронных цепей, лежащих в основе принятия решений. Чтобы понять, как влияют на результаты процессов принятия решений, простой перцептивной задачи в сочетании с аппетит и отвращение подкрепления. Тем не менее, использование подкрепления, такие как соки и airpuffs может создать проблемы для МРТ. Подкрепления доставки может вызвать движение головы, что создает артефакты в МРТ сигнала. Усиление также может привести к изменению частоты сердечных сокращений и дыхания, которые опосредованы вегетативной путей. Изменения частоты сердечных сокращений и дыхания могут непосредственно влиять на МРТ (жирным шрифтом) сигнал в мозг и могут быть смешаны с сигналом изменения, которые связаны с нервной деятельности. В этой презентации, мы демонстрируем методы для управления подкреплений в управляемом режиме, для стабилизации головы, и для измерения пульса и дыхания.
Protocol
Оборудование установки
Первый шаг в беге и МРТ эксперимент создания и проверки оборудования. Эти шаги можно сделать в любом порядке.
Формирования сигнала - сканер находится в электрически и магнитно-экранированной комнате. Все электрические сигналы, идущие от диспетчерской к сканеру комнате проходят через фильтр панели, чтобы удалить какой-либо частоты, которые могли бы создать артефакт изображения MR.
Airpuff - устройство airpuff обеспечивает контролируемое клубы фиксированном давлении и продолжительности. Когда направлены на глаз, это отвращение, но не травматично. Регулятор давления (WPI Пневматические PicoPump) до источника сжатого воздуха, который может быть баллон с воздухом, но мы используем дома воздух. Давление регулируется до 30 фунтов на квадратный дюйм. Времени регулируется доставить 50 мс затяжку. Электромагнитный клапан управляется компьютером сигнала. Выход регулятора давления подается к объекту через 1/6th дюймовый пластиковая трубка (Tygon). Важно, чтобы трубка не должна быть слишком длинной или не будет задержки между открытием соленоида и времени, что сжатый воздух поступает на конце трубки. По этой причине, регулятор давления находится внутри сканера комнату и управляющие сигналы подаются через фильтр панели, чтобы обеспечить, что Есть нет изображений артефактов.
Сок - сок диспенсер контроль размера и количества капель сока доставлены в рот пластиковую трубку. Сок дозатор состоит из резервуара, с компьютерным управлением электромагнитный клапан, и длинную трубку, которая обеспечивает сока к предмету. Все электронные компоненты находятся за пределами сканер комнату и, следовательно, не вносят артефакты сигнала MR. Сок дозатором (Крист Instruments) промывают два раза, заполняя резервуар и открытие электромагнитного клапана. Затем он заполнен с привилегированными напитков субъекта. Система протестирована перед сканированием, запустив программу, которая приводит к компьютеру генерировать поток испытательных импульсов, что приводит к несколько капель сока доставляется к объекту. Предмет проверяет, что сок течет.
Укус бар - руководитель движения создает несколько артефактов в МРТ изображении. В этом эксперименте, субъекты получают airpuffs, которые могут вызвать рефлексивного движения, и сок, который требует глотания. Чтобы свести к минимуму движения головы, bitebar используется для стабилизации головы. Bitebar прикреплен к катушке голову РФ. Каждый предмет имеет индивидуально подобранные мундштук из термопластичного материала.
Пульсоксиметр - FMRI меры оксигенации крови (жирным шрифтом). Оксигенации крови в мозгу может влиять нейронной активности, но он может также зависеть от сердцебиения. Для измерения изменений оксигенации, связанные с сердечного цикла, мы используем пульсоксиметр для измерения оксигенации крови в кончик пальца с помощью инфракрасного датчика. Пульсоксиметр является г-н совместимы и его выходной сигнал подается через фильтр панели в диспетчерскую, где оцифровывается и хранится на компьютере.
Респираторный мониторинг газом - кислородом крови также могут быть затронуты при дыхании. Мы измеряем дыхания с дыхательной монитор газа, что меры, истек уровня CO2. RGM является г-н совместимы и его выходной сигнал подается через фильтр панели в диспетчерскую, где оцифровывается и хранится на компьютере.
Визуальной стимуляции - обратно-проекции панели находится на одном конце сканер отверстие близко к объекту положением головы. Субъекты смотреть назад проекционный экран через зеркало монтируется на верхней части головы катушку. Изображения проецируются на спине проекционный экран на ЖК-проектор находится за пределами сканер комнате. Пучок света от проектора направлен внутрь помещения через сканер РФ экранированный шланг.
Глаз слежения - Важно знать, где субъект ищет по нескольким причинам. Движения глаз влияет на положение зрительные стимулы на сетчатке, что влияет на визуальные реакции в мозге. Движения глаз также может быть использован в качестве средства, имеющие предметом указывают поведенческие реакции. Мы используем метод, называемый "инфракрасный окулография видео", чтобы отслеживать глазами. В этом методе, инфракрасная камера используется для отслеживания ученика. Инфракрасного излучателя и камеры, встроенные в паре специально разработанные очки. Это те же очки, которые обеспечивают визуальную стимуляцию. Данные очки обрабатывается выделенный компьютер, который преобразует изображение глаза в аналоговые сигналы для горизонтальной и вертикальной глаз положение.
Тема подготовки
Документация и Согласия & ndash; Перед сканированием каждого субъекта должны заполнить несколько форм с точки зрения безопасности и согласия.
Экспериментальные Лист план - план листа указывает экспериментальный протокол и импульсных последовательностей и порядок, в котором они выполняются.
Физическая подготовка - Когда объект готов к сканированию, одна из первых вещей, которые они делают, это положить в беруши для защиты слуха от громкого шума и высокой сканер частот. Они также поставить на МР-совместимые наушники и общаться с предметов в сканер и доставить инструкции и обратную связь во время сканирования сессии.
Субъект вкладывает в их рупором, который включает в себя 1 / 16-й дюймовый линии для доставки сока и дыхательной мониторинга газа.
Тема надевает и настроить MR совместимы очки используются для визуальной стимуляции и контроля движения глаз.
Предмет лежит на кровати и сканер катушки РФ находится над головой. Мундштук (bitebar) крепится к катушке РФ для предотвращения движения головы.
Трубы airpuff (1 / 6 дюйм Tygon) расположен рядом с одним глазом с использованием гибких НКТ (ос-лайн).
Импульсно-оксиметр пальца клип прилагается к одним пальцем и обеспеченные с лентой.
Процедура сканирования
Импульсные последовательности:
Структурные: Мы используем T1-взвешенных изображениях (структурные изображения), которые дают четкое определение морфологии мозга испытуемых. Тема лежит пассивно и остается по-прежнему возможно на этом этапе, который длится около 10 минут.
Функциональные: Мы используем Т2-взвешенных последовательностей EPI (функциональные изображения), чтобы показать изменения в крови кислородом, которые соотносятся с нейронной активности. Именно во время этой фазы, что субъект подвергается воздействию сока, airpuff и звуковые раздражители.
Связь: Мы использовали диффузионно-взвешенные изображения (DWI), чтобы определить структурные связи между областями мозга. Тема просто неподвижно лежит на этом этапе.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Финансовые средства, предоставленные NIMH, NARSAD и Гэтсби Foundation.
