ממומן על ידי הלאומית למדע והנדסה מועצת המחקר (NSERC) כדי JFXD, הפקולטה למדעי הבריאות, אוניברסיטת יורק ומחבר אז יש דוקטורט במימון על ידי הימורים בעיה אונטריו Research Centre (OPGRC).

1. לפני הכניסה לחדר ה-MRI <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשתתפים למלא טופס הסכמה להסביר את כל הסיכונים הניסוי (כגון קוצב לב קלאוסטרופוביה, שתלים מתכתיים, הסיכוי של ההריון, וכו &#39;), והיתרונות של השתתפותם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל המשתתפים נדרשים למלא שאלון בטיחות MRI ו ההקרנה (היסטוריה רפואית קצרה, נהלים קודמים כירורגית וכו &#39;) משתתפים עם התוויות נגד חייבים להיות שליליים. </li></ol> 2. המשימה סקירה כללית אימון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדרכה בנושא הביצועים המשימה על אנטי saccade. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קיבעון הירוק מציין המשפט תומכי saccade. להנחות את המשתתפים להתבונן אל המטרה המופיעה בשולי המסך, בזווית הראייה של 8-10 מעלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קיבעון אדום מציין במשפט נגד saccade. להנחות את המשתתף להסתכל מול המראה של יעד להופיע בפריפריה של המסך, בזווית הראייה של 8-10 מעלות (למשל, על היעד הנכון, נראה הדואר משמאל). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדרכה בנושא ביצועי משימה שטרופ רגשית מחוץ הסורק. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כוללים 15 ניסויים בפועל עם שילובים שונים של הבעות פנים מילים במחשב מחוץ הסורק. מטרת התרגול היא עבור המשתתפים ללמוד את המשימה ומה מצופה מהם לחיצה על הכפתור המתאים בתוך סורק MRI. להנחות את המשתתפים בדבר אשר נלחץ על דיווח ביטוי המילה מאושר /, נייטרלי ביטוי / מילה וביטוי המילה עצוב /. בנוסף, כאשר בתוך סורק, מזכירים למשתתפים אשר רגש כל כפתור מייצג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מילים תיאוריות המעידים על ביטויים (שמח, ניטרלי, עצוב) הם מעל גבי תמונות של פרצופים בודדים. דברים אלה חופפים או תואמים הרגש המתואר על ידי פניה בתמונה (איור 1). בגין כל סריקה עם הוראה בכתב על המסך מזכירה את המשתתפים גם נציגצריך להופיע &quot;הביטוי פנים (שמח, ניטרלי, עצוב)&quot; או &quot;המילה הכתובה (שמח, ניטרלי, עצוב)&quot; על ידי לחיצה על הלחצן המתאים במהירות האפשרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ההוראה מוצג עבור 2 1, ואחריו צלב קיבעון, אשר המשתתפים מקובע מעמד עוד 1 שניות. צלב קיבעון מלווה את הגירויים הפנים שהוצגו על 250 אלפיות השנייה ולאחר מכן ואחריו תמונה בתגובה ל -2 שניות. תמונה בתגובה משמש לתת למשתתפים זמן לדווח על התגובות שלהם על ידי לחיצה על הכפתור המתאים. מצגת ויזואלית הבא של הצלב קיבעון מתחיל לאחר סיום של תמונה זו תגובה. כל משתתף חוזר סריקה ניסיונית באחת משתי קבוצות הדרכה (כלומר הבעת פנים או המילה הכתובה). גירויים כל נוצרו והוצגו באמצעות מצגת 12.1 ( <a href="http://www.neurobs.com" target="_blank">www.neurobs.com</a> ). </li></ol></li></ol> 3. סורק הגדרת מעקב עיניים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ל-Begin להגדיר את הניסוי, להתחיל להקרין את הגירוי המחשב כתמונה ממוקדת על המסך ב-MRI עם מקרן דיגיטלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשתתפים מתבקשים לקום מהכיסא שלהם בחדר הבקרה וללכת לחדר של הסורק. אטמי אוזניים ו / או טלפונים ראש ניתנים ונושאים למקם אותם בתעלות האוזניים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנושא נמצא פרקדן עם עמדת הראש למרכז הסליל הראש. אנחנו לייצב את הגוף של המשתתפים ואת המיקום הראש עם כריות או מוסיף קצף כדי להפוך אותם נוחים ככל האפשר, אלא גם עוזרו של הגבלת תנועתם של ראש בראש מאז ההצעה במהלך סריקה גורם לאובדן של נתונים. במיוחד אם את תנועת הראש עולה על 1 מ&quot;מ לכל כיוון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלק / מקום headcoil מעל לראשו של משתתף, יש להם להטות את הראש שלהם בצורה נוחה ככל האפשר תוך מבט קדימה כדי להציג את המראה המשקפת המסך של המקרן. העיניים צריך להיות קרוב למצב הראשוני כפי עמ &#39;ossible 8 על מנת לשמור על הנוחות של המשתתף באמצעות הפעלת סריקה אשר יכול להימשך עד שעתיים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את המשתתפים איך המיקוד של התמונה המוקרנת היא ברגע שהם נמצאים הסורק. אם זה לא חד, להתאים מחדש את העדשה כדי לשפר את התמונה על המסך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Eyetracker נבדק כעת על ידי כיול על מנת להבטיח כי המצלמה IRED נמצא במקום הנכון. אם את ההשתקפות על הקרנית אינו אידיאלי או פועל כראוי, מקור IRED חייב להיות מותאם, או מראה המשקפת את מקור IRED ליד עמדת ראשו של משתתף יש מחדש למקומם / מותאם. אם ראשו של משתתף הותאם, שאל את הנושא אם ריפוד יותר / קצף או כריות יש צורך לשמור על מעמדה בראש / בגוף. במהלך סריקה צג אופקי ואנכי משתתפי שיא עמדות עיניים באמצעות גשש עין אינפרא אדום (כלומר Sensomotoric מכשירים, נידהם / בוסטון, MA) וגם לתאם אותם עם הפרדיגמה ש&quot;ש התנהגותיen ניתוח פעילות מוחית. 5,7 </li></ol> 4. סריקה נהלים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הכדור חירום קשר לסחוט על הבטן של המשתתף ביד שמאל ואת תיבת הג&#39;ויסטיק / לחצן ביד ימין. מניחים כמוסה ויטמין E בצד ימין ליד הראש. זה יהיה זמין על סריקות אנטומיים אשר יהפכו את השגיאה מסוים לא להפוך את התמונות משמאל לימין. להעלות והחלק המיטה למרכז MRI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שכל הנסיינים לעזוב את החדר MRI ולסגור את הדלת MRI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתקשר עם המשתתף דרך האינטרקום בחדר הבקרה ולוודא כי הם מוכנים להתחיל סריקה והם נוחים ככל האפשר. אם לא, להתאים מחדש לפי הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזכר משתתף כי רעשים הסורק יהיה חזק וזה נורמלי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סריקה 1 אוספת כמה תמונות מוח מעט יחד באזור sagittal להיות מסוגלים למקם / לקבוע במדויק אוientation של פרוסות עבור נתונים אנטומיים ותפקודיים מלא. המשתתפים מספרים סריקה זה ייקח כמה דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הנסיינים להציג את תוצאות הסריקה Localizer, אנו רושמים שורה של פרוסות אנטומיים שמכסים את המוח כולו. במקרים שלנו שאנחנו בדרך כלל סריקה פרוסות אלכסוניים צירית המקיפים את המוח כולו (170 עד 256 פרוסות). ספר המשתתף כי סריקה זה ייקח בערך 6 עד 10 דקות בהתאם למספר הקבוע של פרוסות. במקרים מסוימים סריקה אנטומי ניתן לעשות זאת לאחר סריקות תפקודיות. יש כמה יתרונות של האחרון, בדרך כלל בניסויים ארוכים נושאים יחוו עייפות. לכן, סריקה אנטומית צריך תשומת לב על ידי הנבדקים כדי שהם יוכלו לעצום את עיניהם. זה יכול להיות שימושי כדי לעשות את סריקות בסוף הפגישה הדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר סריקות אנטומיים הושלמו משתתף יש לזכור את הוראות ספציפיות של סריקה הקרובה באמצעות תקשורת דרך המיקרופון/ מערכת רמקולים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוגמה זו, עיצוב פסאודו אירוע הקשור 2 משמש לזיהוי של אזורים במוח המופעלים על ידי משימה שטרופ רגשית אבל כל תפיסה חושית, או גירוי פנימי 9 מנוע 10 עשוי להיות מופנה לשימוש בעת הצורך. אחרי אלה נסרקים אז נוכל להורות נושא הפרדיגמה נגד saccade ייסרקו הבא. בהתאם לפרמטרים שנבחרו הדמיה הסריקה תהיה קרובה 6 דקות. אנו מוצאים כי סורק יותר זה לגרום נושאים להירדם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפגישה הדמיה סך לוקח כ 60 עד 120 מתוך דקות, בהתאם סריקות הכל הדרושים לניתוח. </li></ol> 5. fMRI ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח את הנתונים באמצעות BrainVoyager QX תוכנה (או כל חבילת ניתוח כגון AFNI או SPM). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין ידי superimposing תפקודית נתונים סטטיסטיים על גבי מפות מוח תמונות אנטומיות. מבחינה תפקודית להגדיר את אזורי המוח של עניין (ROהאם) באמצעות מודל ליניארי כללי (GLM), עם מנבאים נפרדים (כלומר חופף ו נראים לא מתאימים, הדרכה פנים והדרכה מילה, אנטי saccade, Pro-saccade) עבור כל אחד מהתנאים במשימה במהלך שני סוגים של סריקות 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבחון את עוצמת האות בכל האזורים הקדמיות מופעלים דרך ניגודים GLM (כלומר, כל נראים לא מתאימים מול כל חופף לייצר מפת אזורי), לחשב את האות BOLD סטנדרטית על פני כל המשתתפים והשווה את הביטוי נראים לא מתאימים מילה / פנים עם המילה חופף / פונה ביטויים עבור שני התנאים 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתאם את זמני התגובה שנאספו על הניסויים ששימשו GLMs, ואחר כך לקשר בין הפעילות המוחית על פני כל אדם עם זמני התגובה שלהם עבור ניסויים ספציפיים 2 באיור 4. </li></ol> 6. נציג תוצאות לאחר ניתוח אנו מראים אזורים במוח המתואמים עם דוארשטרופ motional ואנטי saccade משימות שנרשמו במהלך הסריקה. התוצאות של הפרדיגמה שטרופ רגשית הראו אפקט האינטראקציה בין שלושת הגורמים ביטוי, הדרכה, אזור במוח אך לא היה ההשפעה העיקרית של הביטוי אין כל השפעה העיקרי של ההוראה 2. מצאנו כי כאשר הבעת פניו היתה נראים לא מתאימים למילה רגשית גבי, זה incongruency המופק הדיווח על המילה הכתובה הראה גבוה יותר עוצמת האות ב BOLD הממשלה העתידית שמאל 2 (איור 2). עוצמת אות גדול יותר על ביטויים נראים לא מתאימים לעומת הביטויים חופף היה משמעותי מבחינה סטטיסטית, עם שמחה חופף מראה את ההבדל הגדול 2. והחשוב מכל RTS בשלושת התנאים נראים לא מתאימים שנבדקו (עצוב, שמח ונייטרלי) ניבא האות BOLD יותר בתוך הממשלה העתידית שמאל לעומת כל התנאים חופף (איור 3). לשם כך אנהתמוגה לנו במיוחד בדק את זמני התגובה וערכו ניתוח רגרסיה כדי לבדוק אם RT עבור התנאים נראים לא מתאימים ו חופף היו חזוי של פעילות איתות BOLD בתוך אזור זה במוח (איור 3). מצאנו כי RT מהווה 81% מן השונות בפעילות הממשלה העתידית שמאל כאשר דיווח על ביטויים של מילה טובה, ניטרלי, ועצוב בעת התנאים נראים לא מתאימים ו חופף 2. גבוה RT הוא חזוי של הממשלה העתידית ההפעלה גדול יותר שמאלה, עם המצב העגום נראים לא מתאימים המניבים הגדול ביותר RT / אות יחס עוצמת לעומת כל התנאים ביטוי אחר. ניתחנו את האנטי saccade פרדיגמות בשיטות דומות לעיל כדי להיות מסוגלים להשוות את שתי רשתות של פעילות. בדוגמה זו, מצאנו כי לא היה כל אות מוגברת הממשלה העתידית שמאל אנטי saccade לעומת המשימה תומכי saccade. לפרטים נוספים, אנו מפנים את הקוראים פורד et al. (2007). <img alt="איור 1" src=&quot;/ Files/ftp_upload/3237/3237fig1.jpg&quot; /&gt; באיור 1. דוגמה למשפט נראים לא מתאימים (פנים עם הבעה של אושר גבי במילה SAD). הניסוי יתחיל עם נקודה קיבוע (1 2), ממשיך על ידי גירוי פנים (250 ms) ואת התמונה רעולי פנים (2 שניות) המחייב תגובה הכפתור של המשתתף. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig2.jpg" /> איור 2. כרכים כל קיבוע שימשו כבסיס. ברים שגיאה מסמנים את סטיית התקן של הממוצע (SEM). ביטויים נראים לא מתאימים (שמח, ניטרלי, עצוב) הראה גדול יותר באופן משמעותי שינוי אות BOLD לעומת ביטויים חופף 2. התמונה מראה הבלעה עזב gyrus חזיתית נחות (ממשלה עתידית) אשר מותאמת באופן פונקציונלי באמצעות הניגוד לתאר בסעיף 5.2 של שטרופ רגשית נראים לא מתאימים לעומת המצב חופף במהלך לטפל סט פקודות Word. <img alt = &quot;איור 3&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/3237/3237fig3.jpg&quot; /&gt; איור 3. במהלך ההוראה &quot;השתתף ל-Word&quot;, נראים לא מתאימים, לעומת זאת בקנה הראו קשר חיובי בין RTS ועוצמת האות BOLD. גרף זה הוא ממוצע של RTS את כל 10 הנושאים של אות BOLD במהלך כל אחד מששת התנאים. ברים שגיאה מסמנים את סטיית התקן של הממוצע (SEM) 2. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig4.jpg" /> איור 4. שתי חזרות של ביטוי זה הוצגו בפני הנבדקים. השורה העליונה היא המחשה סכמטית של רצף המשפט מבלוק 1 של הניסויים. החלק התחתון הוא תיאור של פונקציה דו גמא בתגובה hemodynamic (HRF) משמש כדי לגלות אזורים במוח המעורבים הביטויים פנים רגשיות.

<ol>
	<li>Stroop, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+interference+in+serial+verbal+reactions.">Studies of interference in serial verbal reactions.</a> Journal of Experimental Psychology. 18, 643-662 (1935).</li><li>Ovaysikia, S., Tahir, K. A., Chan, J. L., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Word+wins+over+face:+emotional+Stroop+effect+activates+the+frontal+cortical+network.">Word wins over face: emotional Stroop effect activates the frontal cortical network.</a> Front Hum. Neurosci. 4, 234 (2011).</li><li>Hallett, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+and+secondary+saccades+to+goals+defined+by+instructions.">Primary and secondary saccades to goals defined by instructions.</a> Vision Res. 18, 1279-1296 (1978).</li><li>Connolly, J. D., Goodale, M. A., DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+frontoparietal+fMRI+activation+during+anti-saccades+and+anti-pointing.">A comparison of frontoparietal fMRI activation during anti-saccades and anti-pointing.</a> J. Neurophysiol. 84, 1645-1655 (2000).</li><li>DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparatory+set+associated+with+pro-saccades+and+anti-saccades+in+humans+investigated+with+event-related+FMRI.">Preparatory set associated with pro-saccades and anti-saccades in humans investigated with event-related FMRI.</a> J. Neurophysiol. 89, 1016-1023 (2003).</li><li>Everling, S., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rule-dependent+activity+for+prosaccades+and+antisaccades+in+the+primate+prefrontal+cortex.">Rule-dependent activity for prosaccades and antisaccades in the primate prefrontal cortex.</a> J. Cogn. Neurosci. 17, 1483-1496 (2005).</li><li>Ford, K. A., Goltz, H. C., Brown, M. R. G., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+processes+associated+with+antisaccade+task+performance+investigated+with+event-related+fMRI.">Neural processes associated with antisaccade task performance investigated with event-related fMRI.</a> J. Neurophysiol. 94, 429-440 (2005).</li><li>DeSouza, J. F. X., Nicolle, D. A., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Task-dependent+changes+in+the+shape+and+thickness+of+Listing's+plane.">Task-dependent changes in the shape and thickness of Listing's plane.</a> Vision Res. 37, 2271-2282 (1997).</li><li>Hadjikhani, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+migraine+aura+revealed+by+functional+MRI+in+human+visual+cortex.">Mechanisms of migraine aura revealed by functional MRI in human visual cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4687-4692 (2001).</li><li>DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+position+signal+modulates+a+human+parietal+pointing+region+during+memory-guided+movements.">Eye position signal modulates a human parietal pointing region during memory-guided movements.</a> J. Neurosci. 20, 5835-5840 (2000).</li></ol>

אין לנו מה למסור.

זיהוי אזורי המוח מסתמך על יצירת ניגוד מדויק בין משימות סרוקים (כלומר שטרופ או כך, הרגש נראים לא מתאימים לעומת חופף ואת הבעת הפנים, או נגד saccade לעומת תומכי saccade) כדי לייצר מפה של הפעלת קשור למשימה. אלו מפות תפקודית יכול להיות מעודן יותר, כאשר התנהגות נאסף בתוך סורק להסיר ?...

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Joseph DeSouza and Laura Pynn middle initials were omitted at publication.
These have been corrected to:
Joseph F.X. DeSouza Laura K. Pynn

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Some of the authors middle initials were omitted.

Erratum: Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם ציוד </td><td> חברה </td></tr><tr><td> 3-Tesla מכונת MRI </td><td> סימנס Magnetom טריו (Erlangen, גרמניה) </td></tr><tr><td> iViewX עקיבת העין </td><td> SensoMotoric מכשירים, Inc </td></tr><tr><td> BrainVoyager QX תוכנה </td><td> חדשנות המוח, מאסטריכט, הולנד </td></tr><tr><td> ארבעה כפתור ג&#39;ויסטיק </td><td> עיצובים הנוכחי, Inc, פילדלפיה, פנסילבניה, ארה&quot;ב </td></tr></tbody></table> טבלה 1. ריאגנטים ספציפיים וציוד.

correlating behavioral responses to fmri signals from human prefrontal cortex: examining cognitive processes using task analysis

מטרת נייר שיטות זה היא לתאר כיצד ליישם את טכניקת הדמייה לבחון תהליכים במוח משלימים העוסקים ידי שתי משימות דומות. התנהגות המשתתפים בעת ביצוע מטלה בתוך סורק fMRI אז יכול להיות מתואמים לפעילות מוחית באמצעות הדם בחמצן ברמת תלוי האות. אנו מודדים את התנהגות יוכלו למיין ניסויים הנכונים, שם הנושא ביצע את המשימה בצורה נכונה ולאחר מכן תוכל לבחון את המוח מאותת קשור לתקן את הביצועים. לעומת זאת, אם הנבדקים לא לבצע את המשימה כראוי, ניסויים אלה נכללו בניתוח אחד עם הניסויים הנכונים היינו מציגים את הניסויים שהיו לא רק על ביצועים נכונים. לכן, במקרים רבים שגיאות אלה עשויות לשמש את עצמם ואז לקשר בין הפעילות המוחית להם. אנו מתארים שני תפקידים משלימים המשמשים במעבדה שלנו לבחון את המוח במהלך דיכוי של עם תגובות אוטומטיות: שטרופ 1 ואנטי saccade משימות.הפרדיגמה שטרופ רגשית מנחה את המשתתפים גם לדווח &quot;המילה &#39;גבי רגשית על פני רגשיים או את הפנים של ביטויים&#39; של 1,2 פני גירויים. כאשר מילה הבעת פנים מתייחסים רגשות שונים, הסכסוך בין מה יש לומר ומה הוא לקריאה אוטומטית מתרחשת. המשתתף צריך לפתור את הסכסוך בין שני תהליכים בעת ובעונה אחת המתחרות של קריאת המילה הבעת פנים. הדחף שלנו כדי לקרוא את המילה מוביל חזק &quot;בתגובה לגירוי (SR)&quot; עמותות ולכן עיכוב של אלה חזק SR קשה המשתתפים נוטים לעשות טעויות. להתגבר על הסכסוך ולכוון את תשומת הלב מן הפנים או את המילה דורש בנושא לעכב תהליכים מלמטה למעלה אשר בדרך כלל מפנה את תשומת הלב לגירוי בולט יותר. באופן דומה, נגד saccade משימה 3,4,5,6, שם קיו הוראה משמש להפנות את תשומת הלב רק למיקום הגירוי היקפי אבל אז איתנועת הדואר עשוי למצב את המראה ההפוכה. שוב אנו מודדים את התנהגות על ידי רישום תנועות העיניים של המשתתפים אשר מאפשר מיון של תגובות התנהגותיות לתוך הניסויים הנכונים וטעייה 7 אשר לאחר מכן יכול להיות מתואמים לפעילות המוח. הדמייה עכשיו מאפשר לחוקרים למדוד התנהגויות שונות של ניסויים הנכונות וטעייה המעידים על תהליכים קוגניטיביים שונים, לאתר את רשתות עצביות שונות המעורבים.

Watch this Scientific Journal Video about Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis at JoVE.com

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

מטרת המחקר שלנו היא לקשר בין התנהגות לפעילות המוח. אמצעים התנהגותיים מדויקות וטכניקות הדמיה מאפשר לנו להבהיר את המוח והתנהגות יחסים.

התאמת תגובות התנהגותיות לאותות-fMRI של קליפת המוח הקדם חזיתית האנושי: בחינת תהליכים קוגניטיביים באמצעות ניתוח משימה

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar ...

correlating-behavioral-responses-to-fmri-signals-from-human

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.7K Views.  Centre for Vision Research, York University. מטרת המחקר שלנו היא לקשר בין התנהגות לפעילות המוח. אמצעים התנהגותיים מדויקות וטכניקות הדמיה מאפשר לנו להבהיר את המוח והתנהגות יחסים.

Video: Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

Recording Behavioral Responses to Reflection in Crayfish

Social behavior depends on sensory input from the visual, mechanical and olfactory systems. One important issue concerns the relative roles of each sensory modality in guiding behavior. The role of visual inputs has been examined by isolating visual stimuli from mechanical and chemosensory stimuli. In some studies (Bruski &amp; Dunham, 1987: Delgado-Morales et al., 2004) visual inputs have been removed with blindfolds or low light intensity, and effects of remaining sensory modalities have been elucidated. An alternative approach is to study the effects of visual inputs in the absence of any appropriate mechanical and chemosensory cues. This approach aims to identify the exclusive role of visual inputs. 
We have used two methods to provide visual stimuli to crayfish without providing chemical and mechanical cues. In one method, crayfish are videotaped in an aquarium where half of the walls are covered in mirrors to provide a reflective environment, and the other half are covered in a non-reflective (matte finish) plastic. This gives the crayfish a choice between reflective and non-reflective environments. The reflective environment provides visual cues in the form of reflected images of the crayfish as it moves throughout half of the tank; these visual cues are missing from the non-reflective half of the tank. An alternative method is to videotape the behavior of crayfish in an aquarium separated by a smaller chamber at each end, with a crayfish in one small chamber providing visual cues and an inert object in the opposite small chamber providing visual input from a non-moving, non-crayfish source. 
Our published results indicate that responses of crayfish to the reflective environment depend on socialization and dominance rank. Socialized crayfish spent more time in the reflective environment and exhibited certain behaviors more frequently there than in the non-reflective environment; isolated crayfish showed no such differences. Crayfish that were housed in same-sex pairs developed a social rank of either dominant or subordinate. Responses to reflection differed between dominant and subordinate crayfish (May &amp; Mercier, 2006; May &amp; Mercier, 2007). Dominant crayfish spent more time on the reflective side, entered reflective corners more frequently and spent more time in reflective corners compared to the non-reflective side. Subordinate crayfish walked in reverse more often on the reflective side than on the non-reflective side. Preliminary data suggest similar effects from visual cues provided by a crayfish in a small adjoining chamber (May et al., 2008).

We have developed two methods for studying effects of visual cues on behavior in the absence of tactile and chemical cues. One method involves videotaping responses of crayfish to reflective walls in an aquarium; the other examines effects of visual inputs provided by a live crayfish behind a transparent partition.

הקלטה תגובות התנהגותיות כדי השתקפות של סרטן הנהרות

Social behavior depends on sensory input from the visual, mechanical and olfactory systems.  One important issue concerns the relative roles of each ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal models, including monkeys, ferrets, bats, rodents, and cats. In order to draw suitable parallels between human and animal models of auditory function, it is important to establish a bridge between human functional imaging studies and animal electrophysiological studies. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is an established, minimally invasive method of measuring broad patterns of hemodynamic activity across different regions of the cerebral cortex. This technique is widely used to probe sensory function in the human brain, is a useful tool in linking studies of auditory processing in both humans and animals and has been successfully used to investigate auditory function in monkeys and rodents. The following protocol describes an experimental procedure for investigating auditory function in anesthetized adult cats by measuring stimulus-evoked hemodynamic changes in auditory cortex using fMRI. This method facilitates comparison of the hemodynamic responses across different models of auditory function thus leading to a better understanding of species-independent features of the mammalian auditory cortex.

Functional studies of the auditory system in mammals have traditionally been conducted using spatially-focused techniques such as electrophysiological recordings. The following protocol describes a method of visualizing large-scale patterns of evoked hemodynamic activity in the cat auditory cortex using functional magnetic resonance imaging.

הדמיה תפקודית של השמיעתי Cortex בחתולים בוגרים באמצעות גבוהה שדה fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Simultaneous Detection of c-Fos Activation from Mesolimbic and Mesocortical Dopamine Reward Sites Following Naive Sugar and Fat Ingestion in Rats

This study uses cellular c-fos activation to assess effects of novel ingestion of fat and sugar on brain dopamine (DA) pathways in rats. Intakes of sugars and fats are mediated by their innate attractions as well as learned preferences. Brain dopamine, especially meso-limbic and meso-cortical projections from the ventral tegmental area (VTA), has been implicated in both of these unlearned and learned responses. The concept of distributed brain networks, wherein several sites and transmitter/peptide systems interact, has been proposed to mediate palatable food intake, but there is limited evidence empirically demonstrating such actions. Thus, sugar intake elicits DA release and increases c-fos-like immunoreactivity (FLI) from individual VTA DA projection zones including the nucleus accumbens (NAC), amygdala (AMY) and medial prefrontal cortex (mPFC) as well as the dorsal striatum. Further, central administration of selective DA receptor antagonists into these sites differentially reduce acquisition and expression of conditioned flavor preferences elicited by sugars or fats. One approach by which to determine whether these sites interacted as a distributed brain network in response to sugar or fat intake would be to simultaneous evaluate whether the VTA and its major mesotelencephalic DA projection zones (prelimbic and infralimbic mPFC, core and shell of the NAc, basolateral and central-cortico-medial AMY) as well as the dorsal striatum would display coordinated and simultaneous FLI activation after oral, unconditioned intake of corn oil (3.5%), glucose (8%), fructose (8%) and saccharin (0.2%) solutions. This approach is a successful first step in identifying the feasibility of using cellular c-fos activation simultaneously across relevant brain sites to study reward-related learning in ingestion of palatable food in rodents.

The goal of this study is to identify reward-related distributed brain networks by delineating a reliable immunohistological technique using cellular c-fos activation to measure simultaneous changes in dopamine pathways and terminal sites after novel ingestion of fat and sugar in rats.

זיהוי סימולטני של הפעלת ג-Fos מאתרים זכו דופמין Mesolimbic ו Mesocortical בעקבות סוכר נאיבי בליעת שומן אצל חולדות

This study uses cellular c-fos activation to assess effects of novel ingestion of fat and sugar on brain dopamine (DA) pathways in rats. Intakes of sugars ...

A Free-breathing fMRI Method to Study Human Olfactory Function

The study of human olfaction is a highly complex and valuable field with applications ranging from biomedical research to clinical evaluation. Currently, evaluation of the functions of the human central olfactory system with functional magnetic resonance imaging (fMRI) is still a challenge because of several technical difficulties. There are some significant variables to take into account when considering an effective method for mapping the function of the central olfactory system using fMRI, including proper odorant selection, the interaction between odor presentation and respiration, and potential anticipation of or habituation to odorants. An event-related, respiration-triggered olfactory fMRI technique can accurately administer odorants to stimulate the olfactory system while minimizing potential interference. It can effectively capture the precise onsets of fMRI signals in the primary olfactory cortex using our data post-processing method. The technique presented here provides an efficient and practical means for generating reliable olfactory fMRI results. Such a technique can ultimately be applied in the clinical realm as a diagnostic tool for diseases associated with olfactory degeneration, including Alzheimer&#39;s and Parkinson&#39;s disease, as we begin to further understand the complexities of the human olfactory system.

We present the technical challenges and solutions for obtaining reliable functional magnetic resonance imaging (fMRI) data from the human central olfactory system. This includes special considerations in olfactory fMRI paradigm design, descriptions of fMRI data acquisition with an MRI-compatible olfactometer, odorant selection, and a special software tool for data post-processing.

ללא תשלום נשימה fMRI שיטה לחקר האדם חוש הריח פונקציה

The study of human olfaction is a highly complex and valuable field with applications ranging from biomedical research to clinical evaluation. Currently, ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic field pulses. The initiation of cortical activation or its modulation depends on the background activation of the neurons of the cortical region activated, the characteristics of the coil, its position and its orientation with respect to the head. TMS combined with simultaneous electrocephalography (EEG) and neuronavigation (nTMS-EEG) allows for the assessment of cortico-cortical excitability and connectivity in almost all cortical areas in a reproducible manner. This advance makes nTMS-EEG a powerful tool that can accurately assess brain dynamics and neurophysiology in test-retest paradigms that are required for clinical trials. Limitations of this method include artifacts that cover the initial brain reactivity to stimulation. Thus, the process of removing artifacts may also extract valuable information. Moreover, the optimal parameters for dorsolateral prefrontal (DLPFC) stimulation are not fully known and current protocols utilize variations from the motor cortex (M1) stimulation paradigms. However, evolving nTMS-EEG designs hope to address these issues. The protocol presented here introduces some standard practices for assessing neurophysiological functioning from stimulation to the DLPFC that can be applied in patients with treatment resistant psychiatric disorders that receive treatment such as transcranial direct current stimulation (tDCS), repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), magnetic seizure therapy (MST) or electroconvulsive therapy (ECT).

The protocol presented here is for TMS-EEG studies utilizing intracortical excitability test-retest design paradigms. The intent of the protocol is to produce reliable and reproducible cortical excitability measures for assessing neurophysiological functioning related to therapeutic interventions in the treatment of neuropsychiatric diseases such as major depression.

גירוי מגנטי טראנס המשולבת ואת אלקטרואנצפלוגרם של קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Isolation of Adult Human Astrocyte Populations from Fresh-Frozen Cortex Using Fluorescence-Activated Nuclei Sorting

The complexity of human astrocytes remains poorly defined in primary human tissue, requiring better tools for their isolation and molecular characterization. Fluorescence-activated nuclei sorting (FANS) can be used to successfully isolate and study human neuronal nuclei (NeuN+) populations from frozen archival tissue, thereby avoiding problems associated with handling&#160;fresh tissue. However, efforts to similarly isolate astroglia from the non-neuronal (NeuN-) element are lacking. A recently developed and validated immunotagging strategy uses three transcription factor antibodies to simultaneously isolate enriched neuronal (NeuN+), astrocyte (paired box protein 6 (PAX6)+NeuN-), and oligodendrocyte progenitor (OLIG2+NeuN-) nuclei populations from non-diseased, fresh (unfixed) snap-frozen&#160;postmortem human temporal neocortex tissue.
This technique was shown to be useful for the characterization of cell type-specific transcriptome alterations in primary pathological epilepsy neocortex. Transcriptomic analyses confirmed that PAX6+NeuN- sorted populations are robustly enriched for pan-astrocyte markers and capture astrocytes in both resting and reactive conditions. This paper describes the FANS methodology for the isolation of astrocyte-enriched nuclei populations from fresh-frozen human cortex, including tissue dissociation into single-nucleus (sn) suspension; immunotagging of nuclei with anti-NeuN and anti-PAX6 fluorescently conjugated antibodies; FANS gating strategies and quality control metrics for optimizing sensitivity and specificity during sorting and for confirming astrocyte enrichment; and recommended procurement for downstream transcriptome and chromatin accessibility sequencing at bulk or sn resolution. This protocol is applicable for non-necrotic, fresh-frozen, human cortical specimens with various pathologies and recommended postmortem tissue collection within 24 h.

We have developed a method that enriches for and isolates human astrocyte populations from fresh-frozen tissue for use in downstream molecular analyses.

בידוד של אוכלוסיות אסטרוציטים אנושיות בוגרות מקורטקס קפוא טרי באמצעות מיון גרעינים המופעלים על ידי פלואורסצנציה

The complexity of human astrocytes remains poorly defined in primary human tissue, requiring better tools for their isolation and molecular ...

Ex Vivo Optogenetic Interrogation of Long-Range Synaptic Transmission and Plasticity from Medial Prefrontal Cortex to Lateral Entorhinal Cortex

Studying the physiological properties of specific synapses in the brain, and how they undergo plastic changes, is a key challenge in modern neuroscience. Traditional in vitro electrophysiological techniques use electrical stimulation to evoke synaptic transmission. A major drawback of this method is its nonspecific nature; all axons in the region of the stimulating electrode will be activated, making it difficult to attribute an effect to a particular afferent connection. This issue can be overcome by replacing electrical stimulation with optogenetic-based stimulation. We describe a method for combining optogenetics with in vitro patch-clamp recordings. This is a powerful tool for the study of both basal synaptic transmission and synaptic plasticity of precise anatomically defined synaptic connections and is applicable to almost any pathway in the brain. Here, we describe the preparation and handling of a viral vector encoding channelrhodopsin protein for surgical injection into a pre-synaptic region of interest (medial prefrontal cortex) in the rodent brain and making of acute slices of downstream target regions (lateral entorhinal cortex). A detailed procedure for combining patch-clamp recordings with synaptic activation by light stimulation to study short- and long-term synaptic plasticity is also presented. We discuss examples of experiments that achieve pathway- and cell-specificity by combining optogenetics and Cre-dependent cell labeling. Finally, histological confirmation of the pre-synaptic region of interest is described along with biocytin labeling of the post-synaptic cell, to allow further identification of the precise location and cell type.

Ex Vivo Optogenetic Interrogation of Long-Range Synaptic Transmission and Plasticity from Medial Prefrontal Cortex to Lateral Entorhinal Cortex

Here we present a protocol describing viral transduction of discrete brain regions with optogenetic constructs to permit synapse-specific electrophysiological characterization in acute rodent brain slices.

אקס ויוו חקירה אופטוגנטית של העברה סינפטית ארוכת טווח ופלסטיות מקליפת המוח הקדם-מצחית האמצעית ועד קליפת המוח האנטורינלית הלטרלית

Studying the physiological properties of specific synapses in the brain, and how they undergo plastic changes, is a key challenge in modern neuroscience. ...

Rapid Golgi Stain for Dendritic Spine Visualization in Hippocampus and Prefrontal Cortex

Golgi impregnation, using the Golgi staining kit with minor adaptations, is used to impregnate dendritic spines in the rat hippocampus and medial prefrontal cortex. This technique is a marked improvement over previous methods of Golgi impregnation because the premixed chemicals are safer to use, neurons are consistently well impregnated, there is far less background debris, and for a given region, there are extremely small deviations in spine density between experiments. Moreover, brains can be accumulated after a certain point and kept frozen until further processing. Using this method any brain region of interest can be studied. Once stained and cover slipped, dendritic spine density is determined by counting the number of spines for a length of dendrite and expressed as spine density per 10 &#181;m dendrite.

The protocol describes a modification of the rapid Golgi method, which can be adapted to any part of the nervous system, for staining neurons in the hippocampus and medial prefrontal cortex of the rat.

כתם גולגי מהיר להדמיית עמוד שדרה דנדריטי בהיפוקמפוס וקליפת המוח הקדם-מצחית

Golgi impregnation, using the Golgi staining kit with minor adaptations, is used to impregnate dendritic spines in the rat hippocampus and medial ...

קידום מיפוי קליפת המוח הראייתית להערכה משופרת של הפרעות ראייה

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) of the Visual Cortex with Wide-View Retinotopic Stimulation

High-resolution retinotopic blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a wide-view presentation can be used to functionally map the peripheral and central visual cortex. This method for measuring functional changes of the visual brain allows for functional mapping of the occipital lobe, stimulating &gt;100&#176; (&plusmn;50&#176;) or more of the visual field, compared to standard fMRI visual presentation setups which usually cover &lt;30&#176; of the visual field. A simple wide-view stimulation system for BOLD fMRI can be set up using common MR-compatible projectors by placing a large mirror or screen close to the subject's face and using only the posterior half of a standard head coil to provide a wide-viewing angle without obstructing their vision. The wide-view retinotopic fMRI map can then be imaged using various retinotopic stimulation paradigms, and the data can be analyzed to determine the functional activity of visual cortical regions corresponding to central and peripheral vision. This method provides a practical, easy-to-implement visual presentation system that can be used to evaluate changes in the peripheral and central visual cortex due to eye diseases such as glaucoma and the vision loss that may accompany them.

Author Spotlight: תובנות על מחקר קליפת המוח הראייתית באמצעות מיפוי fMRI בתצוגה רחבה 

We have developed techniques for mapping the visual cortex function utilizing more of the visual field than is commonly used. This approach has the potential to enhance the evaluation of vision disorders and eye diseases.

דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI) של קליפת המוח הראייתית עם גירוי רטינוטופי רחב

High-resolution retinotopic blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a wide-view presentation can be ...