A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
טכניקות הדמייה כגון MRI פונקציונלי דימות מותח דיפוזי הפכו להיות שימושי יותר ויותר המאפיינת את גירעונות קוגניטיביים עצביים באוטיזם. בדיקה של קישוריות המוח באוטיזם ברמת הרשת יחד עם עיבודים לסריקה ילדים עם נכויות התפתחותיות מוצג.
תיאוריות המתהווה מראים כי המוח אינו מתפקד כיחידה מלוכדת באוטיזם, וזה צרימה משתקפת סימפטומים התנהגותיים מוצג על ידי אנשים עם אוטיזם. למרות הממצאים הדמייה מבנית סיפקו כמה תובנות הפרעות במוח באוטיזם, העקביות של הממצאים כזה מוטלת בספק. הדמייה פונקציונלית, מצד שני, כבר פורה יותר בהקשר זה כי אוטיזם היא הפרעה של עיבוד דינמי מאפשר בחינה של רשתות תקשורת בין קליפת המוח, שנראה שבו מתרחשת הבעיה הבסיסית באוטיזם. קישוריות פונקציונלית מוגדרת הקשר הזמני של events1 נוירולוגיות נפרדות מרחבית. ממצאים ממספר מחקרים fMRI האחרונות תמכו ברעיון כי יש תיאום חלש בין חלקים שונים של המוח, כי צריך לעבוד יחד כדי להשיג את בעיות חברתיות או שפה מורכבת 2,3,4,5,6. אחת התעלומות של אוטיזם הוא קיום של ליקויים בתחומים שונים, יחד עם שלם יחסית, יכולות משופרות לפעמים. ביטוי מורכב כזה של אוטיזם שיחות לבדיקה גלובלית ומקיפה של ההפרעה ברמה העצבית. החשבון האחרונות משכנעת של תפקוד המוח באוטיזם, התיאוריה underconnectivity קליפת המוח, 2,7 מספק מסגרת שילוב עבור הבסיסים הנוירוביולוגי של אוטיזם. התיאוריה underconnectivity קליפת המוח של אוטיזם מציע כי כל שפה, תפקיד חברתי, או פסיכולוגית תלויה שילוב של מספר אזורים במוח רגיש הפרעה כמו הביקוש גדל עיבוד. ב אוטיזם, underfunctioning של המעגלים אינטגרטיבי של המוח עלולה לגרום underconnectivity נפוצה. במילים אחרות, אנשים עם אוטיזם עשויים לפרש מידע באופן הדרגתי על חשבון הכלל. מאז underconnectivity קליפת המוח בין אזורים במוח, בעיקר בקליפת המוח הקדמית באזורים האחוריים יותר 3,6, יש עכשיו כבר יחסית מבוססת היטב, אנו יכולים להתחיל להבין נוסף קישוריות המוח כמרכיב קריטי הסימפטומים של אוטיזם.
הצעד ההגיוני הבא בכיוון זה היא לבחון את הקשרים אנטומיים שעשויים לתווך את הקשר הפונקציונלי שהוזכרו לעיל. דימות מותח דיפוזי (DTI) היא טכניקה הדמייה חדשנית יחסית, המסייע לחקור את הדיפוזיה של מים במוח להסיק את שלמות של סיבי החומר הלבן. בטכניקה זו, דיפוזיה מים במוח נבחנת בכמה כיוונים באמצעות הדרגתיים דיפוזיה. למרות קישוריות תפקודית מספק מידע על סנכרון של הפעלת המוח על פני אזורי מוח שונים במהלך פעילות או במנוחה, DTI מסייעת בהבנת הארגון axonal הבסיסית אשר עשוי להקל על צולבות לדבר בין אזורים במוח. מאמר זה יתאר את הטכניקות האלה ככלים חשובים בהבנת המוח באוטיזם ואת האתגרים הכרוכים קו זה של מחקר.
1. טכניקות מיוחדות סריקה אנשים עם נכויות התפתחותיות:
בעוד הדמייה עצמה היא טכניקה מורכבת, באמצעות MRI כדי לסרוק את אוכלוסיית ילדים ואנשים עם הפרעות התפתחותיות ניתן הבעיות העיקריות challenging.The ביותר הם: 1) תנועה ראשי: אנשים עם הפרעות, במיוחד ילדים, אולי קשה לשמור עדיין סורק ה-fMRI במהלך הפגישה סריקה. זה עלול לגרום תנועה ראש אשר בתורו יכול להשפיע על איכות הנתונים, 2) ילדים עם אוטיזם יש רגישויות חושיות קיצוניים עלול להיות מוטרד על ידי גורמים, כגון רעש סורק, להיות בחלל סגור טמפרטורה, וכן הלאה; ו -3 ) חרדה מקבל מותאמים לסביבה חדשה יכול להיות קשה עבור אנשים עם אוטיזם. שינוי השגרה שלהם יכול להוות בעיה אם לא מוכנים היטב. לכן, נהלים חדשניים עם הכנות מדוקדקות נדרשים כדי להשיג תשואה טובה, כדי לשפר את האיכות של הנתונים שנאספו. אנו משלבים תובנות רבות ערך שנרכשו תיאוריה ומעשה להכין משתתף עבור סריקת MRI, כדי להפוך את הניסוי תהליך הסריקה מהנה עבור המשתתפים, ועל מנת לעבד את הנתונים שנאספו, שחלקם הם:
2. השימוש בתוכנה Stimulus מצגת ותגובה התקנים לחצן כדי לתקשר עם סורק:
3. שימוש של גירויים חזותיים סטטי ודינמי כדי לעורר תגובה מוחית המשתתפים עם אוטיזם:
בעוד עיצוב ניסיוני מעולה הוא קריטי ללמוד בכל יצירה מדעית, בולט אקורד עם המשתתפים יכולים להשפיע באופן משמעותי על נתוני רכש, במיוחד הדמייה. גירויים צריך להיות ברמה של הבנה של המשתתף, ו הניסוי צריך להיות קצר, מדויק, ומהנה. אם תשומת לב נאותה אינה ניתנת רכיבים אלה, איכות הנתונים יכולים להיות מושפעות לרעה. טיפול מיוחד נלקח לנסות לעשות את המשימות ניסיוני מאתגרת ומהנה ידי יצירת גירויים חדשניים.
4. רכישת נתונים, בקרה, אחסון ניתוח, ואיכות:
Data Acquisition:
אחסון נתונים וניתוח נתונים:
בקרת איכות:
5. בחינת המוח באוטיזם ברמה רשת: fMRI מבוסס חקירת קישוריות פונקציונליים DTI מבוססי בדיקת קישוריות אנטומי:
פונקציונלית קישוריות:
קישוריות פונקציונלית מתייחס הסנכרון של הפעלת המוח באזורים שונים במוח. המתאם כמובן את זמן ההפעלה על פני אזורים במוח נלקח כראיה של תקשורת או קישוריות בין אזורים אלה. השלבים הכרוכים בניתוח זה הן כדלקמן:
קישוריות אנטומי (DTI):
כדי לבחון את שלמות החומר הלבן על פני המוח, מותח את התמונות דיפוזיה מנותחות באמצעות fMRIB תוכנה הספרייה (FSL) 9. להלן השלבים העיקריים המעורבים:
6. נציג תוצאות:
תוצאות העיקרית העולה מן המחקרים הנוגעים התגובה העצבית נחלשה ב המשתתפים עם אוטיזם שלנו (מבחינת ההפעלה, שינוי עוצמת האות, וכן קישוריות תפקודית) ואת השימוש האפשרי של המסלול קליפת המוח משתנה בביצוע משימות קוגניטיביות וחברתיות. למשל, באזורים הליבה נמצא מתווך פונקציה (למשל עבור האחורי מענית הזמני מעולה בצומת temporoparietal ב הסיק כוונותיהם של אחרים; ראה איור 2) נראים מתחת להגיב אוטיזם, בהשוואה למשתתפי קבוצת הבקרה טיפוסי. בנוסף, באזור הליבה נראה underconnected תפקודית עם צמתים אחרים, בעיקר אלה הרחוקים מרחבית (איור 3). עם DTI, אנו מוצאים גם כמה בסיס אנטומי על ממצאים אלה (ראה איור 4), מתן מקיף, ברמת הרשת תמונה של ארגון המוח באוטיזם.
באיור 1. Flow-תרשים המתאר את שיטות ונהלים.
איור 2: הפעלה) מוגברת במשימה שפה טיפוסית, כגון הבנת המשפט (משמאל gyrus חזיתית נחות, והשאיר מענית האחורי הזמני מעולה); B) מוגבר דו צדדי האחורי הפעלה מעולה הזמני sulci משתתפים neurotypical במהלך ייחוס מצבים מנטליים אחרים (FWE תיקן סף של p <0.05).
איור 3. קישוריות תפקודית הקטינה באופן משמעותי (סנכרון של הפעלת המוח) בין אזורים פרונטלי ובזמן במשימה קוגניציה חברתית בקרב המשתתפים עם אוטיזם (p <0.05). LSTG: שמאל gyrus הזמני מעולה, RSTG: זכות gyrus הזמני מעולה, RIFG: זכות gyrus חזיתית נחות, ההחזר על ההשקעה: אזור ריבית, FCA: קישוריות תפקודית.
איור 4. DTI תוצאות Tractography מראה החומר הלבן סיבים צרור הליך של האונה הטמפורלית לצומת temporoparietal. נקודת המוצא הראשונית tractography היה מזוהה על ידי ROI TBSS כבעל ערך FA קטן משמעותית אצל צעירים עם אוטיזם בהשוואה גיל מתאימים למשתתפים שליטה טיפוסי.
שיטות ונהלים המתואר במאמר זה מתבססות על העקרונות הבסיסיים של מדעי המוח הקוגניטיביים ו הדמייה. יחדיו, שיטות אלה מספקים מסגרת משכנעת להערכת תפקוד המוח ברמה המערכות אצל ילדים, מבוגרים, אצל אנשים עם הפרעות. מחקרים מעוגנת שיטות אלה היו בעלי השפעה במיוחד המאפיינת את תפקוד ...
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
המחברים מבקשים להודות סתיו אלכסנדר, ג'ף Killen, צ'ארלס וולס, קתי פירסון, ו Vaibhav Paneri על עזרתם עם הפרויקט בשלבים שונים. עבודה זו נתמכת על ידי מחלקת UAB קרנות פסיכולוגיה הפקולטה ההפעלה, פרס מקנאלטי-Civitan המדען & לחקר פיילוט CCTS גרנט (5UL1RR025777) כדי RK.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved