מיפוי מוח fMRI בזמן אמת בבעלי חיים
September 24th, 2020
מיפוי תפקודי של מוח בעלי חיים יכול להפיק תועלת ממערך הניסויים של דימות תהודה מגנטית תפקודי בזמן אמת (fMRI). באמצעות התוכנה העדכנית ביותר המיושמת במערכת MRI של בעלי חיים, הקמנו פלטפורמת ניטור בזמן אמת עבור fMRI של בעלי חיים קטנים.
במקום ניתוח רטרוספקטיבי כדי לחקור מקורות מורכבים. פלטפורמת ה-fMRI המוצעת מספקת תוכנית יעילה יותר לזיהוי תגובת fMRI דינמית באמצעות תוכנת הקונסולה העדכנית ביותר. טכניקה זו יכולה לספק היתכנות מיידית לפתרון בעיות ופרדיגמת סימולציה של ביופידבק בזמן אמת למחקרי תפקודי מוח בבעלי חיים כדי לרכוש תמונות אנטומיות המכסות את כל המוח בתצוגה הקורונלית, לחץ על כפתור המשך כדי להריץ רצף נדיר משוקלל T2.
כדי להגדיר את תוכנת ה-fMRI בזמן אמת. פתח חלון מסוף והשתמש בפקודה כדי לנווט לנתיב התוסף AFNI בזמן אמת. השתמש בפקודות כפי שצוין כדי להפעיל את תוכנת AFNI עם התוסף בזמן אמת.
השתמש בפקודת היהלום ובאפשרויות כדי לנטר את קבצי הלבנים הקרובים של AFNI. השתמש בפקודה PVC MD עם האפשרויות כפי שצוין, כדי להפעיל את סקריפט המאקרו ברקע. כדי להשיג את פרמטרי הרכישה של EPI, השתמש בפקודה ובאפשרויות של exec PVC MD.
כדי להמיר את הנתונים הגולמיים של הדמיה מישורית תלת מימדית ECHO, לקבצי AFNI, בזמן אמת, בתסריט המאקרו ברקע. השתמש בפקודה ובאפשרויות של exec TOD-3D, וודא שהמידע הגיאומטרי של EPI תואם לכיוון האנטומיה. לחץ על כפתור המשך כדי להפעיל רצף EPI תלת מימדי משוקלל של T2 Star להדמיית fMRI נועזת.
כדי לכסות את תמונות ה-EPI, על התמונות הנדירות האנטומיות. ראשית, השתמש בפקודה כדי להמיר את התמונות הנדירות למערך נתונים של AFNI Brick והשתמש בסקריפט ובאפשרויות כדי לרשום את תמונות ה-EPI לתמונות האנטומיות. לעבד מפות קישוריות פונקציונליות במצב מנוחה של התגובות המודגשות.
השתמש באפשרויות AFNI כדי לחשב את המתאם מבוסס הזרעים של מערך הנתונים התלת-ממדי פלוס הזמן, כגון סדרות זמן fMRI במצב מנוחה. לאחר מכן כדי להמחיש מפות פונקציונליות של האותות המודגשים, בחר באפשרות שכבת-העל המוגדרת והשתמש בפונקציית האשכולות, מתפריט ממשק המשתמש של AFNI, כדי ליצור אשכולות אינטראקטיביים בתוכנת AFNI. לדמיין תגובות גירוי חשמלי של תגובה על ידי fMRI.
הפעל מבודד גירוי חשמלי והשתמש בלוקים לגירוי כדי לבצע גירוי חשמלי של ארבע כפות לניתוח fMRI מעורר אחד. בקורס זמן fMRI מודגש זה בזמן אמת בזמן אמת. ניתן לצפות במהלך הזמן מבחינת ווקסל של קליפת המוח הסומטוסנסורית הראשונית בעלת ארבע הכפות הנגדית, המתאימה לפרדיגמת עיצוב הבלוק בפורמט רכישה בזמן אמת, לאחר גירוי חשמלי של ארבע כפות.
כפי שמוצג מפות מודגשות מופעלות המתאימות לגירוי החשמלי של ארבע כפות ניתן ליצור גם עם האזורים המופעלים שזוהו ומוצגים כאשכולות צבעוניים. הקפד להפעיל את האפשרות 3D EPI Reconstruction לפני התמונה ולהפעיל מאקרו בתפריט ממשק המשתמש של בניית הנתונים. וכדי לקשר להגדרת תסריט המאקרו המוגדרת מראש RT 3D API לפני הסריקה.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
מחקר זה קובע פלטפורמת הדמיית תהודה מגנטית תפקודית בזמן אמת (fMRI) למיפוי מוח בעלי חיים, ומשפר את זיהוי התגובה הדינמית. על ידי שימוש בתוכנה מתקדמת בתוך מערכת ה-MRI לבעלי חיים, מאפשרים פתרון בעיות מיידי והדמיית משוב ביולוגי למחקרי תפקוד מוח אצל בעלי חיים קטנים.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי המוח
- טכניקות הדמיה
- מיפוי תפקודי מוח
רקע
- fMRI בזמן אמת מאפשר ניטור מיידי של פעילות המוח.
- ניתוח מסורתי דורש הערכה רטרואקטיבית, מה שמגביל משוב מהיר.
- ניתן לנטר תגובות דינמיות בפעילות המוח באמצעות פרוטוקולים בזמן אמת.
- ניתן להשתמש בטכניקות גירוי חשמלי לצפייה בתגובות המוח.
מטרת המחקר
- ליישם פלטפורמת ניטור בזמן אמת עבור fMRI בבעלי חיים קטנים.
- לשפר את חקר התגובות הדינמיות של המוח במהלך גירויים.
- לספק יכולות פתרון בעיות והדמיית משוב ביולוגי בזמן אמת.
שיטות בשימוש
- המחקר משתמש בפלטפורמת fMRI בזמן אמת כדי ללכוד פעילות מוחית.
- הוא מתמקד במודלי בעלי חיים קטנים כדי להעריך תגובות מוחיות תפקודיות.
- מבוצעות פקודות שונות להגדרת תוכנת ה-AFNI לעיבוד תמונות.
- נעשה שימוש ברצפים כגון הדמיית T2 משוקללת והדמיית EPI ללכידת נתונים.
- מבוצעת גירוי חשמלי ארבע-רגלי כדי לנתח תגובות fMRI מושרות.
תוצאות עיקריות
- הפלטפורמה מאפשרת הדמיה בזמן אמת של התגובה של המוח לגירויים.
- ניתן לצפות בנתוני מהלך זמן ווקסלי מאזורי מוח ספציפיים.
- מיפוי התגובה מראה אזורי עניין מופעלים במהלך גירוי.
- טכניקות הדמיה עיקריות מאפשרות חפיפה של נתונים תפקודיים על תמונות אנטומיות.
מסקנות
- מחקר זה מדגים את היכולת של fMRI בזמן אמת להקל על משוב מיידי במחקר מדעי המוח.
- התובנות המתקבלות יכולות לשפר משמעותית את ההבנה של דינמיקת המוח במהלך מחקרים תפקודיים.
- התאמה של הפלטפורמה מספקת כלי חשוב למחקרים עתידיים בנוירו-הדמיה של בעלי חיים.
שאלות נפוצות
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:43
Anatomical Magnetic Resonance (MR) Image Measurement and Real-Time Functional MR Imaging (fMRI) Software Setup
1:46
fMRI Response Visualization
2:54
Results: Representative Real-Time Voxel-Wise fMRI and Functional Maps of BOLD Responses
3:29
Conclusion
