Method Article

İnsanın Koku Fonksiyonunu İncelemek İçin Free-breathing fMRI Yöntemi

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

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

İnsan merkezindeki koku sisteminden güvenilir fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) verilerinin elde edilmesine yönelik teknik zorlukları ve çözümleri sunuyoruz. Bu, olfaktör fMRI paradigması tasarımında özel hususlar, bir MRI uyumlu olfaktometre ile fMRI veri edinimi tanımları, koku seçimi ve veri post-processing için özel bir yazılım aracı içerir.

Abstract

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

İnsan koku alma çalışması, biyomedikal araştırmalardan klinik değerlendirmeye kadar geniş bir yelpazeye yayılmış çok karmaşık ve değerli bir alandır. Şu anda, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ile insan merkez odontakt sisteminin işlevlerinin değerlendirilmesi, birkaç teknik zorluk yüzünden hala bir sorundur. Uygun koku seçimi, koku sunumu ile solunum arasındaki etkileşim ve odorantlara karşı potansiyel beklenti veya alışkanlık gibi fMRI'yi kullanarak merkezi koku sisteminin işlevini haritalamak için etkili bir yöntem düşünürken dikkate alınması gereken bazı önemli değişkenler vardır. Olayla ilişkili, solunum ile tetiklenen olfaktör fMRI tekniği potansiyel girişimin en aza indirgenmesi ile koku sistemini uyarmak için odorantları doğru bir şekilde uygulayabilir. Veri post-processing yöntemimizi kullanarak primer koku korteksindeki fMRI sinyallerinin kesin başlangıçlarını etkin bir şekilde yakalar. Teknik öncesiBurada gönderilen, güvenilir olfaktör fMRI sonuçları üretmek için etkili ve pratik bir yöntem sağlar. Böyle bir teknik klinik alana, Alzheimer ve Parkinson hastalığı dahil olfaktör dejenerasyonla ilişkili hastalıklar için bir teşhis aracı olarak uygulanabilir, çünkü insan koku sisteminin karmaşıklıklarını daha da iyi anlamaya başlarız.

Introduction

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

İnsan koku sistemi, duyusal bir sistemden çok daha fazla olduğu anlaşılıyor çünkü olistolizm, homeostatik düzenlemede ve duygularda da önemli bir rol oynamaktadır. Klinik olarak, insan koku sisteminin, Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, travma sonrası stres bozukluğu ve depresyon 1 , 2 , 3 , 4 , 5 gibi yaygın görülen nörolojik hastalıkların ve psikiyatrik bozuklukların saldırılarına karşı savunmasız olduğu bilinmektedir. Günümüzde, kan-oksijen seviyesine bağlı (BOLD) kontrastlı fonksiyonel manyetik ....

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

Protocol

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

Aşağıdaki deney protokolü, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal Gözden Geçirme Kurulu kılavuzunu izledi ve insan denek, çalışmaya katılmadan önce yazılı bilgilendirilmiş onam verdi.

Not: Gösterim amaçlı olarak, piyasada bulunan bir MRI uyumlu olfaktometre kullanılarak basit bir koku uyarımı paradigması sunulmuştur. Bu paradigma alışkanlık etkisini azaltmada etkili olduğunu kanıtlamıştır ve güvenilir koku fMRI verisi üretmiştir 15 . Bu protokolde özetlenen bazı adımlar, kullanılan olfaktometre türüne özgü olabilir. Bununla birlikte, benzer özelliklere sahip ev yapımı veya ticari olarak temin edile....

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

Results

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

Şekil 1 , MR uyumluluğunu göz önüne alarak, mıknatıs odasının içindeki ve dışındaki olfaktör fMRI'nin kurulumunu göstermektedir. Şekil 2a , standart bir sabit zamanlama paradigmasını gösterirken, Şekil 2b , "solunum tetikleyicisinin" koku iletimi ve inhalasyonunun senkronize edilmesine izin verdiği bir paradigmayı göstermektedir.

Teneffüs.......

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

Discussion

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

Deneysel prosedürler, güvenilir olfaktör aktivasyon verilerinin toplanması için dikkatlice düşünülmeli ve doğru şekilde uygulanmalıdır. Protokoldeki kritik adımlar, koku alımını görüntü alımı ile senkronize etmek için solunum tetiklemeli bir paradigmanın uygulanmasını, psikofizik yanıtları kontrol etmek için uygun yoğunlaştırıcı odorantların hazırlanmasını, olfaktometreyi güvenilir kararlı solunum sinyali ve sabit hava akışı ile ayarlamayı ve sabit hava akışı ve post-processing solunumu uygulamayı içerir Ve koku başlatm.......

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

Disclosures

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

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

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

Yazarların onayları yok.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3T MR tarayıcıSiemensHerhangi bir MR tarayıcı kabul edilebilir.
OlfaktometreGelişen Teknoloji Trans, LLCBenzer yeteneklere sahip herhangi bir olfaktometre kabul edilebilir.
6 kanallı koku verici taşıyıcıEmerging Tech Trans, LLC
Burunluk/aplikatörEmerging Tech Trans, LLC
PTFE boruEmerging Tech Trans, LLC
TTL dönüştürücü kutusuEmerging Tech Trans, LLC
Solunum sensörü kayışıEmerging Tech Trans, LLC
Lavanta yağıGivaudan Flavors Corporation
1,2 propandiolSigmaP6209
ONSETwww.pennstatehershey.org/web/nmrlab/resources/software/onset
SPM8 Wellcome Trust Nörogörüntüleme Merkezi, University College London, Londra, İngiltere 

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