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ボクセル ベース形態計測と灰白質の違いを測定
 

ボクセル ベース形態計測と灰白質の違いを測定: 音楽脳

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私たちの脳は、皮質の体積の変化の結果、経験によって形成されます。

例えば、特に前頭葉などの構造で、細胞体が存在する灰白質の密度を高める学習と第 2 言語の習得のような特定の能力を示されています。

近代的な進歩の前に特定の領域のサイズを測定する科学者が苦労して関心領域をトレースする、非常に面倒な作業です。今より敏感なニューロ イメージング技術-ボクセル ベース形態計測、VBM として知られている-神経解剖学の小さい容積の相違を捕えるために存在します。

Gaser と Shlaug と同様、ベルムデスと同僚の以前の仕事に基づいて、このビデオは構造の磁気共鳴画像を収集し、さまざまな経験を持つ個人の頭脳で画素の明度値を識別する VBM を使用する方法を示します-専門家のミュージシャンは、に比べて非常に限られた訓練、専門知識、チェスの再生などの他の例だけでなく。

この実験では、参加者の 2 つのグループ-正式に訓練を受けたミュージシャンとコントロールのような訓練-MRI スキャナーの横に自分の脳の構造の画像を収集中に尋ねた。

特定の地域は、ボクセルと呼ばれる体積のピクセルの強度に基づいて、自動化されたアプローチを使用して定義できます。例えば、暗い画素は密な灰白質に領域に対応しながら、非常に明るいクラスターは白質線維束の位置を示します。

次のそれぞれの脳のこの領域分割、画像が変換されます-被験者間比較を可能にする共通スペースである標準的なアトラスを登録します。

しばしば回、この登録プロセスは、彼らは、彼らが実際よりもより多くの灰白質を持っているように見えるいくつかの構造のイメージを伸ばすことができます。

したがって、テンプレートは、どのくらいのワープを行っている繰り返しストレッチを補うために、ヤコビの行列式と呼ばれるのメジャーを掛け合わせる必要がある、解剖学総の違いが、滑らかになります。

変換が適用された後、従属変数は非音楽家のコントロールに比べてミュージシャンの脳の灰白質密度の違いとして計算されます。

巧みなミュージシャンで複雑な聴覚情報処理の使用の増加による優れた側頭葉などのイヤホン、対照群と比較して、聴覚の脳領域で、このグループが増加の灰白質密度に表示されますが期待されます。

実験前に一日 1 時間任意の楽器を積極的に練習 40 のミュージシャンを募集し、ないのほとんどの適切な訓練を持っている 40 非ミュージシャンのコントロールと同様に、正式な音楽教育の少なくとも 10 年を持っています。

そのスキャンの日、研究室では、各参加者に挨拶し、必要な同意フォームを完了として安全性要件を満たしていることを確認します。

スキャン ルームおよびスキャナーの口径を入力する個人を準備する方法の詳細については、このコレクション内の別の fMRI プロジェクトを参照してください。

今、スキャナーは、じっとして参加者に指示して、1 mm 等方性ボクセルと磁化準備高速グラジエント エコーなど高解像度、T1 強調解剖学的なシーケンスを集めることによって脳全体をスキャンを開始します。

イメージ コレクションのプロトコルに従い参加者を閉じ、分析を開始します。

前処理を開始、各スキャンで頭蓋から脳を分離し、ストリッピングの品質をチェックします。

この研究のために白と灰色の物質と脳の髄液、脳脊髄液、各ボクセルの強度に基づいて各被験者の脳をセグメント化特定の灰白質のテンプレートを作成します。白質として明るい画素、CSF と灰白質、心室内の領域として暗い画素、ソフトウェアが自動的に区別することに注意してください。

標準的なアトラス スペースに各被験者の脳を登録する自由の 12 ° 線形アフィン変換を実行します。この空間に各被験者の灰白質のイメージを歪め、すべて一緒にそれらの平均します。

次に、この左から右ともう一度、一緒に初期の灰白質のテンプレートを生成する画像の平均します。

灰白質図に各被験者の脳を再登録する非線型変換を実行し、これらは一緒に平均します。この新しいイメージのミラー ・ コピーを作成し、もう一度一緒に最終、スタディ特有の灰白質のテンプレートを生成する 2 つの平均します。

今最後の灰白質に各被験者の脳の非線形変換を用いた図し、各脳構造の量を補うために行われているどのくらいのワープのヤコビアン メジャーを掛けますレジスタは、テンプレート領域に合うように引き伸ばされています。

その後、すべての科目にわたって似たような脳のボクセルの重なりを増やすには全角半最大 10 mm でガウス カーネルを使用してデータを滑らかに。

完成品の前処理、脳の各グループ別のリグレッサーのモデルします。各ボクセルの相違の可能性を定量化する統計を生成する 2 つのグループを比較するコントラスト マップを計算します。

最後に、多重比較補正技術、同時統計テストの何千もの制御に 0.01 の q 値を持つ偽の発見率などを実行します。この値が、しきい値 1% の偽陽性率を予測します。

ここでは、VBM の分析では、ミュージシャンの脳のコントロールと比較して優れた側頭葉における灰白質密度の二国間で大幅に増えてを明らかにしました。最大の違いは、右側に示されていた、これはイヤホンの一次聴覚野の場所の後方部分。

今では神経解剖学を研究、研究者が他の集団の構造の違いを勉強するこの手法を使用する方法を見てみましょうする VBM を使用する方法に精通しています。

強烈な訓練と経験に関連する多くのタスクは、灰白質の容積の増加に関連付けられて、この拡大は必ずしも学習スキルのすべてのタイプのためのケースのような経験豊富なチェス プレーヤーの脳内。

コントロールと比較して、灰白質の容積が後頭側ジャンクション、物体認識のための重要な地域で減少しました。科学をどのように皮質の体積をさらに理解を助けるかもしれない興味深い異常でこのような調査結果は、要求の厳しい作業のパフォーマンスに関連します。

頻繁に生れから盲目の人のコントロールに比べて、視覚野により小さい灰白質の体積があります。研究者が発見した、VBM を使用しての興味深いことに、ビジョンを 2 倍の大きさだった聴覚皮質などの責任を負いませんの脳の領域の大幅な拡大は、先見の明のコントロール。

これらの構造の違いは、盲目の人の他の感覚を高めた理由を説明する解剖学的基礎として役立つかもしれない。

さらに、薬素朴な大鬱病性障害患者に MRI、VBM の構造解析はまた灰白質のボリューム コントロールと比較しての違いを示します。

科学者は、これらの患者が前頭皮質と皮質、自分自身と他人に対する否定的な感情を認知制御にうつ病患者が苦労をなぜ説明することで灰白質容積を減少したことを発見しました。

ボクセル ベースの形態でゼウスのビデオを見てきただけ。今 MRI を用いた解剖学的画像を収集する方法として分析し、大脳皮質聴覚野の領域の灰白質の強度の相違を解釈する方法を十分に理解が必要です。ないあらゆる専門分野が皮質の密度の増加につながることも学びましたが必要があります。

見てくれてありがとう!

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