דור של נתונים נציג נתמכה על ידי NIH גרנט R01HL084178, 5R01MH068767 -08, ומענקים מהמתקן למחקר MRI בראון וקרן רוד איילנד. VA CSR &amp; D גרנט 1 IK2 CX000724-01A2 נתמך פיתוח פרוטוקול ועבודה נוספת. אנו מודים לכל המשתתפים שלנו.

משתתפים זכאים לחתום הסכמה בכתב, הודיעה להשתתף בפרויקט המחקר. מחקר מתבצע בעמידה בהנחיות מוסדיות, לאומיים ובינלאומיות לרווחת אדם. 1. הקרנת משתתף וראיונות אבחון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הסכמה מדעת, לבצע ראיונות אבחון כדי לאמת את האבחנה של הפרעה פוסט טראומטית ואת חומרת מחלה. הערה: צעדים אלה כוללים ראיון קליני המובנה לDSM-IV-TR (SCID) 24 והמטפל המוחזק PTSD Scale (CAPS) 25, כמו גם בחינת מצב Folstein-Mini-נפש (MMSE) 26 כדי להעריך את המצב הקוגניטיבי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את המשתתפים למלא את קשקשי דיווח עצמי רלוונטיים למתח ומצב רוח. הערה: אלה כוללים את מתוקן-Checklist החיים לחץ (LSC-R) 27, ילדות טראומה השאלון (CTQ) 28, סולם סטרס (PSS) 29 ומלאי מהירים של דיכאון סימפטוםs (QIDS-SR) 30. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תזמן את המשתתפים זכאים לבדיקת MRI, שבו משתתפים מגיעים כ 1 שעות לפני ישיבת הסריקה מתוזמנת, לסקור רכיבים דרושים לסריקה, כגון בטיחות MRI ונהלי מחקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג שתן, הריון (בעת צורך), ובדיקות רעלים לפני הסריקה. </li></ol> 2. משתתפי הדרכה לביצוע N-בחזרה המשימה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל את הריצה הראשונה עם מבחן ערנות מכתב 0 בחזרה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדרך את המשתתפים כדי לציין &quot;כן&quot; ליעד עיצור (&quot;שעות&quot;, או &quot;H&quot;) באמצעות תיבת שני כפתורי תגובה ו&quot; לא &quot;לכל עיצורים האחרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הראה את המשתתף 9 עיצורים ל500 אלפיות כל אחד, עם זמן interstimulus של 2,500 אלפיות שנייה, עבור סכום כולל של 27 שניות, ולבקש מהם להגיב על פי הנחיות לעיל. הערה: עיצור היעד תוכלו לראות 4 פעמים בתוך כל בלוק 0 בחזרה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, יש לי משתתפים לתרגל את 2-baבדיקת ck. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדרך את המשתתפים לעשות תשובת &quot;כן&quot; או &quot;לא&quot; על קופסא תגובת שני לחצנים, אחרי כל עיצור שהוצג, כדי לציין אם זה אותו הדבר או שונה מהעיצור הציג שני בסדרה בעבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הראה את משתתף סדרה של 15 עיצורים, ל500 אלפיות כל אחד, עם מרווח interstimulus של 2,500 אלפיות שניים, עבור סכום כולל של 45 שניות. הערה: גירוי יעד מוצג 5 פעמים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתתפים התאמן על מנת לבצע את n-חזרה המשימה מחוץ לסורק, עד שהביצועים שלהם מגיעים&gt; 75% נכונים על 2 גב הרכיב. הערה: יכולים להיות אוטומטי הפרמטרים לעיל באמצעות תוכנת הצגת גירוי (ראה טבלה של חומרים / ציוד). </li></ol> 3. MRI רכישה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש שינוי המשתתף לתוך בגדי MRI תואמים, ולהביא אותם בתוך חדר סורק טסלה MRI 3. יש להם ללבוש אטמי אוזניים לשמיעת הגנה, ולאחר מכן לשכב באלונקה כי will סופו של דבר להעביר אותם לאמצע מכונת MRI. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח כריות סביב הראש שלהם כדי למזער את תנועת ראש. לספק להם את תיבת תגובת MRI התואמת למשימת זיכרון העבודה n-חזרה, לסחוט הנורה כדי לעצור את הסריקה במקרה חירום, ולמקם את oximeter דופק על האצבע שלהם לניטור והקלטה פיסיולוגיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את סליל ראש 32 ערוץ ומסך מצגת על ראשו של המשתתף, ולהעביר אותם לאמצע של הסורק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להבטיח את המשתתף הוא נוח וניתן לראות את המסך, ולאחר מכן להתחיל את פגישת סריקת MRI. התחל עם רכישת ברזולוציה גבוהה (1 מ&quot;מ 3) סריקות מוח אנטומיים. הזן את הפרמטרים MRI ברזולוציה גבוהה על קונסולת הסורק בזמן Echo (TE) = 2.98 אלפיות שני, חזרה הזמן (TR) = 1,900 אלפיות שני, שדה ראייה (FOV) = 256 מ&quot;מ 2 ומטריצה ​​בגודל 64 2 בפרוסות 1 מ&quot;מ. הפעל את רכישת ה-MRI על ידי לחיצה על הכפתור &quot;הפעל&quot; בסריקהקונסולת נר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר את פרמטרי רכישת תמונת BOLD fMRI על קונסולת הסורק כTR = 2,500 אלפיות שני, אלפיות שני TE = 28, FOV = 192 מ&quot;מ 2, ומטריצה ​​בגודל 64 2 ב3 פרוסות צירי מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, לרכוש תמונות FMRI על זיכרון עבודה, באמצעות מבחן n-בחזרה (ראה סעיף 2) עם הפרמטרים הבאים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להציג צלב קיבעון 30 בסיסי שניות, לחולה, לפני כל אחד מגושי 0 הגב באמצעות תוכנת מצגת גירוי. הערה: זה יספק בסיס להשוואה ל0 האחרים - וחוסם 2 גב במהלך ניתוח הנתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקרין את ההוראות למטופל במשך 3 שניות לפני כל 0 או משימת 2 גב באמצעות תוכנת מצגת גירוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסך הכל, כולל שלוש מנות 0 גב ו2 גב יחד עם שני בלוקים בסיסיים, בשתי ריצות הדמיה, שהוצגו בצו נגדי מאוזנת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על &quot;לרוץ&quot; על קונסולת סורק ה-MRI כדי להתחיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר השלמת n-הגב, להבטיחהמשתתף הוא נוח ומוכן להמשיך הלאה. להורות להם שבלוק השאר הוא הבא, ולומר להם לא להירדם. השתמש בתוכנת מצגת גירוי להצגת צלב קיבעון על המסך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש נחים תמונות מדינה ל4 דקות הבאות, עם אותן הגדרות FMRI כשמשו לרכוש תמונות n-חזרה (ראה 3.3), על ידי לחיצה על &quot;לרוץ&quot; על קונסולת סורק ה-MRI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 3.4. ו3.5. לפני כל קטע חדש, שאל את המשתתפים אם הם מרגישים בנוח ואם הם מסוגלים להמשיך. אם הם מסוגלים, להמשיך את הפרוטוקול. אם הם לא, להשהות את סורק ה-MRI ולבצע התאמות לנוחות בהתאם לצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, לספר את המשתתף שהסורק עלול להיות רועד במהלך הרצפים הבאים, ולהורות להם לעצום את עיניהם ולהירגע כמיטב יכולתם בסורק. ואז לרכוש רצף DTI ידי לחיצה על הכפתור &quot;הפעל&quot; על הקונסולה של הסורק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרמטרים רכישת תמונת DTI נקבעו בקון הסורקבלעדי לספין כפול תמונות הד מישורי דיפוזיה משוקללות (DWI), עם מילויים דיפוזיה מיושמים ב64 כיוונים הלא קוליניאריות (ב = 1,000), אחד DWI לכל כיוון שיפוע ו10 הלא משוקלל (b = 0) תמונות נורמליזציה, TR = 10,060 אלפיות שני, TE = 103 אלפיות שני, FOV = 226 מ&quot;מ, 128 2 מטריקס, עובי פרוס = 1.8 מ&quot;מ, עם הדים ואינטרפולציה בחלקיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המשתתף מהסורק, ולברר כיצד הישיבה הלכה. ענה על כל שאלה שיש להם, ולהודות להם על השתתפותם. מסור את המחשב לסורק MRI לכתוב DVD עם תמונות משתתף והקלטה פיזיולוגית לנתוני הבאים מנתחת. </li></ol> 4. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיבוד מקדים נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השימוש בתוכנת עיבוד FMRI, לשחזר נתונים גולמיים למערכי נתוני 3D + זמן, לשרשר ולהירשם לכרך החמישי של הסדרה הראשונה, כדי למזער את חפץ תנועה ולהניב פרמטרים תיקון תנועה. החל סינון bandpass (0.009-.08 הרץ) כדי לבודד את תחום תדר DMN ולהפחית את תופעות של סחיפה בתדר נמוכה ורעש בתדר גבוה. הערה: משתני מטרד עבור כל voxel צריכים לכלול חדר ממוצע וסדרת זמן חומר לבן, כמו גם 6 אומדני פרמטרים של תנועת הראש; אומדנים אלה צריכים לכלול גם ערכים מושפלים ונגזרים. כמובן הזמן החזוי של משתני מטרד יש להסיר מסדרת זמן voxel המלאה להניב נתוני סדרת הזמן &quot;שיורית&quot; כדי לשמש למתאם מאוחר יותר ניתוחים ביום 31. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתונים בקנה מידה לנרמל את עוצמת המנוהלת בתוך, ונתונים חלקים עד חצי מקסימום 4 מ&quot;מ מלא רוחב (FWHM) הקרנל גאוס. לצנזר תמונות עם יותר מ -1.5 עקירת מ&quot;מ מבסיס הנתונים 32. אל תבצע רגרסיה הגלובלית האות (GSR) מאז GSR יכול להשפיע על מתאמים במנוחת נתוני מדינת 33,34. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנוחה ניתוח קישוריות מדינה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש זרע אזור קישוריות מנתח כדי להעריךהקשר בין אזורים שהוגדרו מראש כדי להעריך קישוריות תפקודית 11. הערה: זרעים נכללים צמתים המרכזיים הקדמי והאחוריים של DMN, MPFC וPCC, בהתאמה. קואורדינטות פונקציונליות של מקומות אלה הן בדרך כלל עדיפות על מקומות מוגדרי אטלס 35. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלץ את הסדרה הממוצעת זמן BOLD מהזרעים האלה ולערוך ניתוח מתאם המוח כולו. להפוך את ערכי R מתאמים לציוני Z 36 לבדיקת השערה שלאחר מכן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השוואת ערכי Z בין קבוצות על ידי voxel בסיס voxel להעריך הבדלים משמעותיים בקישוריות תפקודית בין PTSD ובקרות כמדד תוצאה העיקרי. סף התוצאות הללו במשמעות שני זנב בעמ &#39;&lt;0.05, באמצעות משפחה חכמה (כלומר אשכול) תיקון שגיאות. הערה: תיקון Cluster מופק באמצעות סימולציות מונטה קרלו כדי לאמוד את ההסתברות של אשכולות חיוביים כוזבים. השתמש algorith הסטטיסטיms לחשב תיקון אשכול כפונקציה של שדה ראייה, רזולוציה, חלקות, ולאותת בעוצמה ברמת voxel הבודד 37. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להעריך את הקשר בין תסמינים הקליניים ותוצאות הדמיה, לבצע אנליזות מעקב הכוללות מתאמים בין ציוני סולם הדירוג וציוני Z ממוצע של קישוריות של אזורי DMN. כולל מתאם ניתוחי שחשבון לקבלת מידע דמוגרפי רלוונטי, כגון חומרת דיכאון, פגיעה מוחית טראומטית, כמו גם חינוך ומשתנים הקשורים אחרים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח זיכרון עבודה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנת עיבוד FMRI מראש לעבד את הנתונים וGLM מבוסס voxel לכמת פעילות משימה ספציפית בכל voxel מוח של מערכי נתונים בודדים 11,31. הערה: משתנה בלתי תלוי בGLM הם כמובן הזמני של מנוחה ו0 - ומשימות 2 גב (כולל מעברים המודינמית מודל כפונקציה גמא) ושני משתנים (להיסחף ליניארי ולבחוןתנועת ד), עם אות BOLD לאורך זמן כמשתנה התלוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממוצע וכתוצאה מכך משקולות בטא GLM פני אזורי DMN שצוינו. הערה: תגובות n-חזרה בממוצע אלו ממערכי נתונים ברמת הפרט ישמשו כמדד הבסיסי של פעילות המוח בניתוחים סטטיסטיים ברמת קבוצה שלאחר מכן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש ניתוח של שונות משותפת לבחון הבדלים ברמת קבוצה בין קבוצות PTSD ואינו PTSD ולאמוד השפעות של רמת קושי של מטלה (כלומר השוואה של פעילות במהלך 0 - משימות 2 גב לעומת) בכל אזור DMN; כמו כן כוללים ניתוחים של כל צעדי בקרה סטטיסטית רלוונטיים כנדרש במהלך המנוחה מדינת המנתחת ב4.2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קישוריות מבנית באמצעות DTI <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיבוד מקדים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונות באמצעות תוכנת עיבוד DTI, שיתוף לרשום הלא דיפוזיה (כלומר. b = o) כדי לתקן את חפצי תנועה, ולהשתמש כתמונת נורמליזציה עבור תמונות משוקללת דיפוזיה שלאחר מכן. השתמש בשינוי affine פרמטר 12לרשום את התמונות משוקללת דיפוזיה לתת דין וחשבון לתנועה וממצאים הנוכחיים אדי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שוקטור השיפוע לכל כיוון דיפוזיה הוא הסתובב כדי להסביר את שינויים לפני המודל הולם. חישוב מותח דיפוזי מסדר שני לvoxel מattenuations האות המשוקלל דיפוזיה באמצעות קוי מוגבל הליך הולם 38. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתמונות משוקללת דיפוזיה כדי לחשב ערכים עצמיים, eigenvector ומפות אנאיזוטרופיה השבר של דיפוזיה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנת tractography לכמת את שלמות של חבילת cingulum. לנצל אטלסים סטנדרטיים לבחירת אזור זרעים, כגון אלה על ידי מורי ואח&#39;. 39 וCatani ודה שוטן 40. סנן tractography תוצאה דרך אזור הדרת קו האמצע כדי להסיר סיבי מעבר בין ההמיספרות. חישוב ממוצע ה-FA, עקבות, צירי וdiffusivity רדיאלי לכל voxels דרכו צרור cingulum עובר. &lt;/ Li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מעורב מודל ניתוח שונה עבור כל מדד דיפוזיה, עם אונה כמשתנה בתוך-הנושא, כדי להשוות את ההבדלים בין קבוצת PTSD ומשתתפים שאינם PTSD, מבחינה סטטיסטית שליטה על גורמים אחרים, כגון חומרת דיכאון, שימוש בסמים, TBI קל וחינוך ודמוגרפי משתנים באמצעות ANCOVA. </li></ol></li></ol>

The authors have no conflicts of interest to disclose relevant to the content of this manuscript. Both Dr. Philip and Ms. Carpenter are US Government Employees.

שני שלבים הקריטיים ביותר ליישום מוצלח של פרוטוקול הדמייה במדויק לכידת מצב מנוחה ועבודה אפקטי זיכרון. מבחינה מושגית, רכישת תמונות מצב מנוחה היא פשוטה. מאחר ואין משימה לביצוע, הנסיינים לעתים קרובות מתארים את פעילות המוח במהלך תקופ...

הדמייה מייצגת כלי עם פוטנציאל חסר תקדים לבחינת תקפות אבחון, חומרת מחלה, prognostics ותגובה לטיפול בneuropsychiatry. מגוון רחב של טכניקות הדמייה משלימות זמין כעת לאפיין את המבנה ותפקוד של מערכות במוח מפתח, וכדי לסייע בזיהוי של פנוטיפים הדמייה באוכלוסיות פסיכיאטריות. המערכות הללו, מצב ברירת המחדל של הרשת (DMN) קיבלה תשומת לב רבה בספרות מדעי המוח הקוגניטיביים וקלינית בעשור האחרון. DMN הוא מה שנקרא &quot;רשת מצב מנוחה&quot;, הכוללת את קליפת המוח הקדם חזיתית המדיאלי (MPFC) כצומת המרכזית הקדמית, קליפה / precuneus cingulate האחורי (PCC) כצומת האחורית עיקרון, יחד עם קליפת המוח הקודקודית נחותה לרוחב ו אזורים זמניים המדיאלי. תכונה מרכזית הם של רשת זו היא שהיא מציגה הפעילות הגבוהה ביותר שלה בתקופות של מנוחה, WHIפרק מתרחש בזמן שנבדקים הם ער ודרוכים, אבל לא היה מעורב במשימה ספציפית; פעילות מצב מנוחה זה נטבעה על &quot;מצב ברירת המחדל&quot; של תפקוד מוח 1. המנוחה פעילות המדינה בDMN היא גם מסונכרנת היטב, שמתואר כמנוחת קישוריות תפקודית מדינה. התכונה המרכזית האחרות של DMN היא שהיא ממחישה את פעילות פחת בתקופות של דרישות קוגניטיביות חיצוניות מוגברות, אשר נצפה כשחרור משרות מושרה משימה בהדמייה תפקודית פרדיגמות 2,3. השערה הוא כי האיזון בין הפנימי (כלומר מצב המנוחה) וחיצוני (כלומר פעילות משימה קשורה) דרישות נחוצים כדי לשמור על המוח בריא מתפקד 3-5. הסעיפים הבאים מספקים סקירה קצרה של שלוש שיטות ללמוד DMN: קישוריות פונקציונלית ושחרור משרות הקשורים למשימה, ואחריו קישוריות מבנית. שלוש שיטות אלה הן יורדribed דרכים משלימות לאפיין רשת זו בדגימות קליניות, כגון חולים עם הפרעת דחק פוסט טראומטית ומצבים פסיכיאטריים נלווים. מנוחה קישוריות פונקציונלית DMN המדינה מנוחה קישוריות תפקודית מדינה הפכה לאחרונה לגישה נפוצה המשמשת להערכת דפוסים של תפקוד מוח בסיסי בהעדר דרישות משימה. קישוריות תפקודית היא שיטה אנליטית המכמתת קוהרנטיות, או את מידת התיאום באות רמת חמצן בדם תלויה (BOLD) לאורך זמן, על פני אזורים שונים במוח. גוף הולך וגדל של ספרות מחקר מצביע על כך שהדפוסים הטיפוסיים של קישוריות DMN עשויים להשתנות בקליני ואוכלוסיות בסיכון, ובמיוחד אלו עם חשיפה קודמת למתח או טראומה משמעותי. הממצא הנפוץ ביותר כבר ירד קישוריות DMN מנוחת מצב תפקודית הקשורים עם PTSD 6. קישוריות מופחתת זה עשויה havדואר יישומים קליניים ישירים, כמו ירידת קישוריות DMN עשויים להיות חזוי של אלה שעלולים לפתח PTSD לאחר לחץ חריף 7. קישוריות תפקודית DMN פחת יכולה להתפרש בכמה דרכים, הנפוצה ביותר שהוא משקף את תקשורת לקויה בין האזורים החיוניים במוח מעורב בעיבוד עצמי, דבר שעלול להוביל לחוסר יכולת להקצות מחדש משאבים פנימיים מעיבוד DMN בסיס לדרישות חיצוניות. שיבוש רשת זו עשוי להסביר סימפטומים קליניים ליבה של הפרעות פסיכיאטריות כגון הפרעה פוסט טראומטית ומצבים הקשורים ללחץ אחרים פסיכיאטריים 8. חקירה נוספת לאטיולוגיה של הפרעות אלה היא אזור חשוב למחקר עתידי. מנקודת מבט כללית יותר, יתרונות של בחינת הקישוריות התפקודית של DMN כוללים יישום קל יחסית ודפוס חזק של המנוחה קישוריות תפקודית מדינה בנבדקים בריאים המאפשר השוואה אמינה 9,10 </sעד&gt;. לכן, בשיטה זו יש את הפוטנציאל להיות התפתח סמן ביולוגי הדמייה מיושם וחזק קלות של הפרעות פסיכיאטריות הקשורות ללחץ שמודיע כיצד המוח מתפקד בהיעדר דרישות משימה ספציפיות אצל אנשים עם PTSD ומצבים פסיכיאטריים הקשורות במתח אחרים. Deactivations DMN משויך משימות בחינת תגובת DMN בזכרון עבודה (WM) מציעה גישה אחרת כדי לחקור את התפקוד וחוסר התפקוד של רשת זו מעבר למנוחת תיאום מדינה. גישה זו, המשקפת את שיטה סטנדרטית יותר תהודה מגנטית תפקודית (fMRI), מספקת מידע שונה על תגובה לדרישות משימה שעשויה להיות משמעות קלינית 11. המחקרים קודמים תיעדו כי משתתף עם PTSD להפגין לקויים תפקוד WM ומידה רבה יותר של deactivations DMN במהלך משימות WM, שאולי משקף מאמץ קוגניטיבי מוגבר 12-15. USIיש ng WM כמו אתגר FMRI כמה יתרונות. כך, למשל, באופן אמין מתנתק כמה אזורי DMN מפתח, ממנוחה למצב פעיל. הרלוונטי ביותר להפרעת פוסט טראומטית ומצבים פסיכיאטריים הקשורות ללחץ אחרים, משימות WM אמינה להתנתק MPFC, צומת DMN הגדולה הקדמית כי הוא מעורב במסלולים קריטיים dysregulated בPTSD. זה כבר מבוסס היטב כי MPFC מודולציה עולה פעילות האמיגדלה, וסביר להניח שממלא תפקיד מכריע במיזוג פחד 16. הערכות של פעילות MPFC יכולות להיות גם מדד שימושי בטיפול קליני בעתיד. לדוגמא, במחקר קודם אחד משוטרים שעברו טראומה, פסיכותרפיה החשיפה מוגברת פעילות MPFC וירידה בפעילות האמיגדלה במהלך שליפת זיכרון טראומטית. שינויי הדמייה אלה היו קשורים עם סימפטומים PSTD ירד 17. מופע זה של deactivations MPFC-Induced WM הוא רק דוגמא אחת לאופן שניתן ליישם מדדי הדמייה לאוכלוסיות קליניות, וחקירה נוספתשל רכיבי DMN אחרים צפוי להיות באזור פורה למחקר עתידי. בפרוטוקול זה, נעשה שימוש במשימת n-האחורית של זיכרון עבודה מילולי. N-חזרה המשימה היא בשימוש נרחב במחקר fMRI, ומספקת הפעלה אמינה של רשות מבצעת הפעלה ואזורי שחרור משרות רשת מצב ברירת מחדל 18,19. משימה זו כוללת שלושה מרכיבים, משימת ערנות מכתב 0 גב, משימת 2-האחורית של זיכרון עבודה ומנוחת בסיס להשוואה. במהלך משימת ערנות 0 גב, משתתפים להגיב &quot;כן&quot; כאשר יעד שנקבע מראש (&quot;H&quot; או &quot;שעות&quot;) עולה בקנה אחד הופיע ו&quot; לא &quot;לעיצורים אחרים באמצעות תיבת תגובת שני כפתורים בזמן שבתוך הסורק. שישה בלוקים שליטת 0-האחורית של 9 עיצורים מוצגים במשימה זו. במהלך 2 הגב, סדרה של עיצורים מוצגות ויזואלית ל500 אלפיות כל אחד, עם מרווח interstimulus של 2,500 אלפיות שניים. משתתפים לעשות &quot;כן&quot; או &quot;לא&quot;תגובה, אחרי כל עיצור שהוצג, כדי לציין אם זה אותו הדבר או שונה מהעיצור הציג שני בעבר בסדרה (למשל., W, N, R, N, R, Q, R, Q, N, W וכו &#39;. , עם תשובות נכונות שצוינו באותיות מודגשות). במהלך 2 גב, שש סדרות 45 שניות של 15 עיצורים מוצגים. כדי לבצע בהצלחה את המשתתף חייב לשמור על ערכה קוגניטיבית בדרישה הכוללת חציצה מתמדת פונמי (כלומר. מחזיק עיצורים בזיכרון לטווח קצר), חזרות subvocal פונמי (כלומר. חוזרים על עיצורים בלי לבטא בקול רם), ומבצעת תיאום. בשני 0 - וחוסם 2 הגב, שיעור המצגת הוא זהה, 33% ממטרות מוצגים במקומות אקראיים, והיוון באופן אקראי כדי לעודד קידוד מילולי. בסיס נח 30 שניות עם נקודת קיבעון כוונת מוצג לפני כל בלוק 0 גב; בסיס זה משמש לsubsequהשוואות ent של הפעילות הקשורה למשימה בהשוואה לתחילת מחקר בנתוני ניתוחים. יחדיו, נתונים הקיימים מצביעים על כך שאפיון של פעילות DMN הקשורים משימה במגוון רחב של משימות עשוי לשחק תפקיד חשוב בשימוש הקליני של ניתוח DMN הפונקציונלי. ישנם יתרונות נוספים לשימוש בWM כמו אתגר FMRI במצבים פסיכיאטריים הקשורות ללחץ. דומה למנוחת קישוריות מדינה, יש דפוס ברור של deactivations DMN במהלך WM אצל אנשים בריאים, המאפשר השוואות עם דגימות קליניות. WM גם הוא הטראומה ניטראלי, אשר עשוי למנוע גרמו לסימפטומים של PTSD קליניים במהלך סריקה. לכן בשיטה זו יש גם הפוטנציאל להיות התפתח סמן ביולוגי הדמייה המשקף את האופן שבו המוח מגיב לדרישות חיצוניות בהפרעות פסיכיאטריות הקשורות ללחץ. DMN מבני קישוריות בעוד הדמיה תפקודית היא מסוגלת לתאר את השינויים בקישוריות במוח או פעילות הקשורה לחשיפה ללחץ, גישות פונקציונליות לא לתאר את האטיולוגיה מאחורי שינויים במוח שנצפו. שיטות הדמיה מבניות, כגון הדמיה המותחת דיפוזי (DTI), מסוגלים למדוד ולכמת את שלמות שטחי חומר הלבנים חיבור אזורים במוח. DTI הוא הגישה הנפוצה ביותר המבנית הדמייה ואמצעי שלמות חומר לבן המבוסס על איזוטרופי זרימה (כלומר כיוונית) של מולקולות מים לאורך קטעי חומר לבנים, כמו מים זורם בעיקר לאורך קטעי חומר לבן (בהשוואה לעל פניהם). הבדל בזרימה כיוונית זה מבוטא כאנאיזוטרופיה השבר (FA). מעלות נמוכות יותר של ה-FA הם חשבו לשקף שינויי microstructural בשטחי חומר לבנים, אשר עשוי להיות ביטויים של פגיעה עצבית ממגוון רחב של סיבות, ביניהן ההשלכות של חשיפה ללחץ 4. מנקודת מבט של רשת, פעילות מוחית מתואמת (פעילות מדינה כלומר נחה או coorפעילות הקשורה למשימה dinated) חייבת להסתמך על קשרים מבניים. במקרה של ממצאי DMN קודמים, פגיעה מבנית פוגעת בתקשורת בין צמתים DMN, מה שמובילה לירידה בקישוריות תפקודית DMN. באופן דומה, דפוסים מוגברים של שחרור משרות עשויים לשקף נזק microstructural שמחייב הגיוס של אזורים גדולים של קליפת המוח בתגובת משימה. רלוונטי לPTSD וDMN, מספר מחקרים הראו FA ירד בצרור cingulum 20,21, המהווה את מערכת החומר הלבנה שמחברת את המבנים הלימבית עיקריים של המוח 22. סביר להניח כי אמצעים מדויקים יותר תוך ניצול tractography (כלומר ישירות לעקוב אחר שטחי חומר לבנים ברמה העצבית) יהיו מסוגלים להבהיר במפורש שסיבי חומר לבנים מעורבים בשיבוש רשת. היתרונות להדמית DTI הוא שזה קל יחסית לרכישה, מכיוון שאין משימות הנדרשות לביצוע בסורק. בעבורפרוטוקול llowing, הגישות תפקודיות של מנוחה קישוריות תפקודית מדינה וכימות של deactivations-Induced משימה בשילוב עם בדיקה של קישוריות מבנית באמצעות DTI, על מנת למפות את המבנה ותפקוד DMN ולהתייחס לממצאים אלה חומרת מחלה וגורמים קליניים רלוונטיים בPTSD . יישמנו בעבר גישה זו במבוגרים בריאים שנחשפה לטראומת 18,23 ומצאנו כי פרוטוקול זה מספק שיטה משכנעת לאפיין DMN שמשאיל את עצמו להסתגלות למחקר של PTSD ומתח אחר הקשורים במחלות פסיכיאטריות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="648">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:104px;">Company</td>
			<td style="width:161px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3T TIM TRIO</td>
			<td style="width:104px;">Siemens</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>3T MRI&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">MRI-compatible pulse oxymeter</td>
			<td style="width:104px;">Siemens</td>
			<td style="width:161px;">model # 07389567</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Analysis of Functional Neuroimaging</td>
			<td style="width:104px;">NIH</td>
			<td style="width:161px;">http://afni.nimh.nih.gov/</td>
			<td>Data analysis software package</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Eprime</td>
			<td style="width:104px;">Psychology Software Tools, LLC</td>
			<td style="width:161px;">http://www.pstnet.com/eprime.cfm</td>
			<td>Stimulus presentation software</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Slicer</td>
			<td style="width:104px;">Brigham and Women&#39;s Hospital</td>
			<td style="width:161px;">http://www.slicer.org/</td>
			<td>Probabilistic tractography software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

developing neuroimaging phenotypes of the default mode network in ptsd: integrating the resting state, working memory, and structural connectivity

טכניקות הדמייה משלימות מבניות ותפקודיות משמשות כדי לבחון את מצב ברירת המחדל של הרשת (DMN) עלולים לשפר את ההערכות של חומרת מחלה פסיכיאטרית ומספקות תוקף נוסף לתהליך האבחון הקליני. מחקר הדמייה אחרונים מצביע על כך שתהליכי DMN עשויים להיות מופרים במספר מחלות פסיכיאטריות הקשורות ללחץ, כגון הפרעת פוסט טראומטית (PTSD). למרות פונקציות DMN ספציפיות יישארו תחת חקירה, זה בדרך כלל חשב להיות מעורב בהתבוננות פנימית ועיבוד עצמי. אצל אנשים בריאים הוא מפגין פעילות הגדולה ביותר בתקופות של מנוחה, עם פחות פעילות, כפי שנצפו שחרור משרות, במשימות קוגניטיביות, כגון: זיכרון עבודה. רשת זו מכילה קליפת המוח הקדם חזיתית המדיאלי, קליפה / precuneus cingulate האחורי, קליפת המוח הקודקודית לרוחב ו המדיאלי אזורי זמן. Imagi התפקודי והמבני מרובהגישות ng פותחו כדי ללמוד את DMN. אלה יש פוטנציאל חסר תקדים לקידום ההבנה של התפקוד וחוסר התפקוד של רשת זו. גישות פונקציונליות, כגון ההערכה של מנוחה קישוריות מדינה ושחרור משרות מושרה משימה, יש פוטנציאל מצוין לזהות נוירו ממוקד וסמנים דיאגנוסטיים (פונקציונליים) neuroaffective ועשוי להצביע על חומרת מחלה והפרוגנוזה עם דיוק או סגוליות מוגברים. גישות מבניות, כגון הערכה של morphometry וקישוריות, עשויות לספק סמנים ייחודיים של תוצאות אטיולוגיה וארוך טווח. שיטות משולבות, פונקציונליות ומבניות מספקות גישות multimodal, משלימים וסינרגטיים חזקים כדי לפתח פנוטיפים הדמיה תקפים מבוסס DMN במצבים פסיכיאטריים הקשורות ללחץ. פרוטוקול זה נועד לשלב שיטות אלה כדי לחקור מבנה DMN ותפקוד בהפרעת הפוסט טראומטי, הנוגע לממצאי חומרת מחלה וגורמים קליניים רלוונטיים.

נציג תוצאות מתבססות על נתונים שנאספו באמצעות אותה גישת ההדמיה בשני מדגמים שונים של אנשים עם היסטוריה של טראומה בילדות והתעללות, אבל ללא PTSD 21,22. תוצאות מנחים קישוריות תפקודית מדינה מנתחת חשפו דפוס מרחבי (איור 1) 1-3,8 כוללים MPFC, PCC, gyrus זוויתי / lobule הקוד...

Watch this Scientific Journal Video about Developing Neuroimaging Phenotypes of the Default Mode Network in PTSD: Integrating the Resting State, Working Memory, and Structural Connectivity at JoVE.com

Developing Neuroimaging Phenotypes of the Default Mode Network in PTSD: Integrating the Resting State, Working Memory, and Structural Connectivity

This protocol describes the complementary neuroimaging techniques of resting state structural connectivity, task-induced deactivation, and structural connectivity analyses to examine the default network in post-traumatic stress disorder. The use of synergistic methods could potentially lead to improved diagnostics and assessments of severity, outcome, and other relevant clinical factors.

פיתוח הדמייה פנוטיפים של מצב ברירת המחדל של הרשת בPTSD: שילוב מצב המנוחה, זיכרון עבודה, וקישוריות מבנית

Complementary structural and functional neuroimaging techniques used to examine the Default Mode Network (DMN) could potentially improve assessments of ...

developing-neuroimaging-phenotypes-default-mode-network-ptsd

Research

JoVE Journal

Medicine

14.9K Views.  Alpert Medical School, Brown University. This protocol describes the complementary neuroimaging techniques of resting state structural connectivity, task-induced deactivation, and structural connectivity analyses to examine the default network in post-traumatic stress disorder. The use of synergistic methods could potentially lead to improved diagnostics and assessments of severity, outcome, and other relevant clinical factors.

Video: Developing Neuroimaging Phenotypes of the Default Mode Network in PTSD: Integrating the Resting State, Working Memory, and Structural Connectivity

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in functional parameters of key clinical significance. Two-dimensional movies were acquired at high frame rate (8 kHz) and were utilized to estimate high-quality myocardial strain. Two-dimensional elastograms (strain images), as well as strain profiles, were visualized. Results were powerful in quantitatively assessing IR-induced changes in cardiac events including left-ventricular (LV) contraction, LV relaxation and isovolumetric phases of both pre-IR and post-IR beating hearts in intact mice. In addition, compromised sector-wise wall motion and anatomical deformation in the infarcted myocardium were visualized.  The elastograms were uniquely able to provide information on the following parameters in addition to standard physiological indices that are known to be affected by myocardial infarction in the mouse: internal diameters of mitral valve orifice and aorta, effective regurgitant orifice, myocardial strain (circumferential as well as radial), turbulence in blood flow pattern as revealed by the color Doppler movies and velocity profiles, asynchrony in LV sector, and changes in the length and direction of vectors demonstrating slower and asymmetrical wall movement. This work emphasizes on the visual demonstration of how such analyses are performed. 

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart 

High frequency Doppler ultrasound is a novel technology for assessing regional myocardial function. This work presents first evidence demonstrating applicability of this versatile imaging platform for the repeated measure of myocardial strain, dp/dt, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused (IR) murine heart.

בתדירות גבוהה ברזולוציה גבוהה אקו: העדות הראשונה על מדוד לא פולשני חוזרות ונשנות של הזנים Contractility שריר הלב, ו regurgitation צניפי בלב איסכמיה reperfused Murine

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

Dual-mode Imaging of Cutaneous Tissue Oxygenation and Vascular Function

Accurate assessment of cutaneous tissue oxygenation and vascular function is important for appropriate detection, staging, and treatment of many health disorders such as chronic wounds. We report the development of a dual-mode imaging system for non-invasive and non-contact imaging of cutaneous tissue oxygenation and vascular function. The imaging system integrated an infrared camera, a CCD camera, a liquid crystal tunable filter and a high intensity fiber light source. A Labview interface was programmed for equipment control, synchronization, image acquisition, processing, and visualization. Multispectral images captured by the CCD camera were used to reconstruct the tissue oxygenation map. Dynamic thermographic images captured by the infrared camera were used to reconstruct the vascular function map. Cutaneous tissue oxygenation and vascular function images were co-registered through fiduciary markers. The performance characteristics of the dual-mode image system were tested in humans.

A dual-mode imaging system was developed for non-contact assessment of cutaneous tissue oxygenation and vascular function.

Dual-mode הדמיה של חמצון רקמות עורית ועל תפקוד כלי הדם

Accurate assessment of cutaneous tissue oxygenation and vascular function is important for appropriate detection, staging, and treatment of many health ...

A Method for Murine Islet Isolation and Subcapsular Kidney Transplantation

Since the early pioneering work of Ballinger and Reckard demonstrating that transplantation of islets of Langerhans into diabetic rodents could normalize their blood glucose levels, islet transplantation has been proposed to be a potential treatment for type 1 diabetes 1,2. More recently, advances in human islet transplantation have further strengthened this view 1,3. However, two major limitations prevent islet transplantation from being a widespread clinical reality: (a) the requirement for large numbers of islets per patient, which severely reduces the number of potential recipients, and (b) the need for heavy immunosuppression, which significantly affects the pediatric population of patients due to their vulnerability to long-term immunosuppression. Strategies that can overcome these limitations have the potential to enhance the therapeutic utility of islet transplantation.
Islet transplantation under the mouse kidney capsule is a widely accepted model to investigate various strategies to improve islet transplantation. This experiment requires the isolation of high quality islets and implantation of islets to the diabetic recipients. Both procedures require surgical steps that can be better demonstrated by video than by text. Here, we document the detailed steps for these procedures by both video and written protocol. We also briefly discuss different transplantation models: syngeneic, allogeneic, syngeneic autoimmune, and allogeneic autoimmune.

Transplantation of isolated islets has been proposed to be a potential treatment for type 1 diabetes. Here we describe a method to isolate islets from mouse pancreata and transplant them to the subcapsular space of the kidney.

שיטה בידוד איילט Murine והשתלות כליה Subcapsular

Since the early pioneering work of Ballinger and Reckard demonstrating that transplantation of islets of Langerhans into diabetic rodents could normalize ...

Biomarkers in an Animal Model for Revealing Neural, Hematologic, and Behavioral Correlates of PTSD

Identification of biomarkers representing the evolution of the pathophysiology of Post Traumatic Stress Disorder (PTSD) is vitally important, not only for objective diagnosis but also for the evaluation of therapeutic efficacy and resilience to trauma. Ongoing research is directed at identifying molecular biomarkers for PTSD, including traumatic stress induced proteins, transcriptomes, genomic variances and genetic modulators, using biologic samples from subjects' blood, saliva, urine, and postmortem brain tissues. However, the correlation of these biomarker molecules in peripheral or postmortem samples to altered brain functions associated with psychiatric symptoms in PTSD remains unresolved. Here, we present an animal model of PTSD in which both peripheral blood and central brain biomarkers, as well as behavioral phenotype, can be collected and measured, thus providing the needed correlation of the central biomarkers of PTSD, which are mechanistic and pathognomonic but cannot be collected from people, with the peripheral biomarkers and behavioral phenotypes, which can.
Our animal model of PTSD employs restraint and tail shocks repeated for three continuous days - the inescapable tail-shock model (ITS) in rats. This ITS model mimics the pathophysiology of PTSD 17, 7, 4, 10. We and others have verified that the ITS model induces behavioral and neurobiological alterations similar to those found in PTSD subjects 17, 7, 10, 9. Specifically, these stressed rats exhibit (1) a delayed and exaggerated startle response appearing several days after stressor cessation, which given the compressed time scale of the rat's life compared to a humans, corresponds to the one to three months delay of symptoms in PTSD patients (DSM-IV-TR PTSD Criterian D/E 13), (2) enhanced plasma corticosterone (CORT) for several days, indicating compromise of the hypothalamopituitary axis (HPA), and (3) retarded body weight gain after stressor cessation, indicating dysfunction of metabolic regulation.
The experimental paradigms employed for this model are: (1) a learned helplessness paradigm in the rat assayed by measurement of acoustic startle response (ASR) and a charting of body mass; (2) microdissection of the rat brain into regions and nuclei; (3) enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for blood levels of CORT; (4) a gene expression microarray plus related bioinformatics tools 18. This microarray, dubbed rMNChip, focuses on mitochondrial and mitochondria-related nuclear genes in the rat so as to specifically address the neuronal bioenergetics hypothesized to be involved in PTSD.

We describe a rat model of post traumatic stress disorder (PTSD) that reveals the persistent alterations in neuroendocrine function and the delayed long-term, exaggerated fear response, characteristic of PTSD patients. The animal model and methods described here are useful for correlating biomarkers in brain nuclei, which are mechanistic but cannot be measured in patients, with biomarkers in peripheral white blood cells, which can.

סמנים ביולוגיים במודל חיה לחשיפה קושרת עצבית, המטולוגית, והתנהגות של PTSD

Identification of biomarkers representing the evolution of the pathophysiology of Post Traumatic Stress Disorder (PTSD) is vitally important, not only for ...

NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited for studies of cardiac metabolism, which require the heart to perform work within the context of physiologic preload and afterload pressures. Neely introduced modifications to the Langendorff technique to establish appropriate left ventricular (LV) preload and afterload pressures3. The model is known as the isolated LV working heart model and has been used extensively to study LV performance and metabolism4-6. This model, however, does not provide a properly loaded right ventricle (RV). Demmy et al. first reported a biventricular model as a modification of the LV working heart model7, 8. They found that stroke volume, cardiac output, and pressure development improved in hearts converted from working LV mode to biventricular working mode8. A properly loaded RV also diminishes abnormal pressure gradients across the septum to improve septal function. Biventricular working hearts have been shown to maintain aortic output, pulmonary flow, mean aortic pressure, heart rate, and myocardial ATP levels for up to 3 hours8.
When studying the metabolic effects of myocardial injury, such as ischemia, it is often necessary to identify the location of the affected tissue. This can be done by imaging the fluorescence of NADH (the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide)9-11, a coenzyme found in large quantities in the mitochondria. NADH fluorescence (fNADH) displays a near linearly inverse relationship with local oxygen concentration12 and provides a measure of mitochondrial redox state13. fNADH imaging during hypoxic and ischemic conditions has been used as a dye-free method to identify hypoxic regions14, 15 and to monitor the progression of hypoxic conditions over time10.
The objective of the method is to monitor the mitochondrial redox state of biventricular working hearts during protocols that alter the rate of myocyte metabolism or induce hypoxia or create a combination of the two. Hearts from New Zealand white rabbits were connected to a biventricular working heart system (Hugo Sachs Elektronik) and perfused with modified Krebs-Henseleit solution16 at 37 &deg;C. Aortic, LV, pulmonary artery, and left &amp; right atrial pressures were recorded. Electrical activity was measured using a monophasic action potential electrode. To image fNADH, light from a mercury lamp was filtered (350&plusmn;25 nm) and used to illuminate the epicardium. Emitted light was filtered (460&plusmn;20 nm) and imaged using a CCD camera. Changes in the epicardial fNADH of biventricular working hearts during different pacing rates are presented. The combination of the heart model and fNADH imaging provides a new and valuable experimental tool for studying acute cardiac pathologies within the context of realistic physiological conditions.

The objective is to monitor the mitochondrial redox state of isolated hearts within the context of physiologic preload and afterload pressures. A biventricular working rabbit heart model is presented. High spatiotemporal resolution fluorescence imaging of NADH is used to monitor the mitochondrial redox state of epicardial tissue.

NADH Fluorescence הדמיה של Biventricular מבודדת עבודה לבבות ארנב

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited ...

Identification of Disease-related Spatial Covariance Patterns using Neuroimaging Data

The scaled subprofile model (SSM)1-4 is a multivariate PCA-based algorithm that identifies major sources of variation in patient and control group brain image data while rejecting lesser components (Figure 1). Applied directly to voxel-by-voxel covariance data of steady-state multimodality images, an entire group image set can be reduced to a few significant linearly independent covariance patterns and corresponding subject scores. Each pattern, termed a group invariant subprofile (GIS), is an orthogonal principal component that represents a spatially distributed network of functionally interrelated brain regions. Large global mean scalar effects that can obscure smaller network-specific contributions are removed by the inherent logarithmic conversion and mean centering of the data2,5,6. Subjects express each of these patterns to a variable degree represented by a simple scalar score that can correlate with independent clinical or psychometric descriptors7,8. Using logistic regression analysis of subject scores (i.e. pattern expression values), linear coefficients can be derived to combine multiple principal components into single disease-related spatial covariance patterns, i.e. composite networks with improved discrimination of patients from healthy control subjects5,6. Cross-validation within the derivation set can be performed using bootstrap resampling techniques9. Forward validation is easily confirmed by direct score evaluation of the derived patterns in prospective datasets10. Once validated, disease-related patterns can be used to score individual patients with respect to a fixed reference sample, often the set of healthy subjects that was used (with the disease group) in the original pattern derivation11. These standardized values can in turn be used to assist in differential diagnosis12,13 and to assess disease progression and treatment effects at the network level7,14-16. We present an example of the application of this methodology to FDG PET data of Parkinson's Disease patients and normal controls using our in-house software to derive a characteristic covariance pattern biomarker of disease.

Multivariate techniques including principal component analysis (PCA) have been used to identify signature patterns of regional change in functional brain images. We have developed an algorithm to identify reproducible network biomarkers for the diagnosis of neurodegenerative disorders, assessment of disease progression, and objective evaluation of treatment effects in patient populations.

זיהוי של דפוסי שונות משותפת מרחביים הקשורות למחלה באמצעות נתונים הדמייה

The scaled subprofile model (SSM)1-4 is a multivariate PCA-based algorithm that identifies major sources of variation in patient and control group brain ...

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow (ischemia) 1. Middle cerebral artery (MCA) delivers a great majority of blood to the lateral surface of the cortex 2, is the most common site of human stroke 3, and ischemia within its territory can result in extensive dysfunction or death 1,4,5. Survivors of ischemic stroke often suffer loss or disruption of motor capabilities, sensory deficits, and infarct. In an effort to capture these key characteristics of stroke, and thereby develop effective treatment, a great deal of emphasis is placed upon animal models of ischemia in MCA.
Here we present a method of permanently occluding a cortical surface blood vessel. We will present this method using an example of a relevant vessel occlusion that models the most common type, location, and outcome of human stroke, permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO). In this model, we surgically expose MCA in the adult rat and subsequently occlude via double ligature and transection of the vessel. This pMCAO blocks the proximal cortical branch of MCA, causing ischemia in all of MCA cortical territory, a large portion of the cortex. This method of occlusion can also be used to occlude more distal portions of cortical vessels in order to achieve more focal ischemia targeting a smaller region of cortex. The primary disadvantages of pMCAO are that the surgical procedure is somewhat invasive as a small craniotomy is required to access MCA, though this results in minimal tissue damage. The primary advantages of this model, however, are: the site of occlusion is well defined, the degree of blood flow reduction is consistent, functional and neurological impairment occurs rapidly, infarct size is consistent, and the high rate of survival allows for long-term chronic assessment.

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

We describe a highly reproducible method for the permanent occlusion of a rodent major cerebral blood vessel. This technique can be accomplished with very little peripheral damage, minimal blood loss, a high rate of long-term survival, and consistent infarct volume commensurate with the human clinical population.

חסימת כלי דם מוחי בלתי הפיך<em&gt; דרך</em&gt; Ligature וחיתוך רוחב זוגי

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow ...

Network Analysis of the Default Mode Network Using Functional Connectivity MRI in Temporal Lobe Epilepsy

Functional connectivity MRI (fcMRI) is an fMRI method that examines the connectivity of different brain areas based on the correlation of BOLD signal fluctuations over time. Temporal Lobe Epilepsy (TLE) is the most common type of adult epilepsy and involves multiple brain networks. The default mode network (DMN) is involved in conscious, resting state cognition and is thought to be affected in TLE where seizures cause impairment of consciousness. The DMN in epilepsy was examined using seed based fcMRI. The anterior and posterior hubs of the DMN were used as seeds in this analysis. The results show a disconnection between the anterior and posterior hubs of the DMN in TLE during the basal state. In addition, increased DMN connectivity to other brain regions in left TLE along with decreased connectivity in right TLE is revealed. The analysis demonstrates how seed-based fcMRI can be used to probe cerebral networks in brain disorders such as TLE.

The Default Mode Network (DMN) in Temporal Lobe Epilepsy (TLE) is analyzed in the resting state of the brain using seed-based functional connectivity MRI (fcMRI).

ניתוח רשת של ברירת מחדל מצב הרשת באמצעות קישוריות ה-MRI התפקודי באונה הטמפורלית אפילפסיה

Functional connectivity MRI (fcMRI) is an fMRI method that examines the connectivity of different brain areas based on the correlation of BOLD signal ...

Collection and Extraction of Saliva DNA for Next Generation Sequencing

The preferred source of DNA in human genetics research is blood, or cell lines derived from blood, as these sources yield large quantities of high quality DNA. However, DNA extraction from saliva can yield high quality DNA with little to no degradation/fragmentation that is suitable for a variety of DNA assays without the expense of a phlebotomist and can even be acquired through the mail. However, at present, no saliva DNA collection/extraction protocols for next generation sequencing have been presented in the literature. This protocol optimizes parameters of saliva collection/storage and DNA extraction to be of sufficient quality and quantity for DNA assays with the highest standards, including microarray genotyping and next generation sequencing.

DNA extraction from saliva can provide a readily available source of high molecular weight DNA, with little to no degradation/fragmentation. This protocol provides optimized parameters for saliva collection/storage and DNA extraction to be of sufficient quality and quantity for downstream DNA assays with high quality requirements.

איסוף והפקת DNA רוק לסידור הדור הבא

The preferred source of DNA in human genetics research is blood, or cell lines derived from blood, as these sources yield large quantities of high quality ...

State of the Art Cranial Ultrasound Imaging in Neonates

Cranial ultrasound (CUS) is a reputable tool for brain imaging in critically ill neonates. It is safe, relatively cheap and easy to use, even when a patient is unstable. In addition it is radiation-free and allows serial imaging. CUS possibilities have steadily expanded. However, in many neonatal intensive care units, these possibilities are not optimally used. We present a comprehensive approach for neonatal CUS, focusing on optimal settings, different probes, multiple acoustic windows and Doppler techniques. This approach is suited for both routine clinical practice and research purposes. In a live demonstration, we show how this technique is performed in the neonatal intensive care unit. Using optimal settings and probes allows for better imaging quality and improves the diagnostic value of CUS in experienced hands. Traditionally, images are obtained through the anterior fontanel. Use of supplemental acoustic windows (lambdoid, mastoid, and lateral fontanels) improves detection of brain injury. Adding Doppler studies allows screening of patency of large intracranial arteries and veins. Flow velocities and indices can be obtained. Doppler CUS offers the possibility of detecting cerebral sinovenous thrombosis at an early stage, creating a window for therapeutic intervention prior to thrombosis-induced tissue damage. Equipment, data storage and safety aspects are also addressed.

Cranial ultrasound (CUS) is a valuable tool for brain imaging in critically ill neonates. This video shows a comprehensive approach for neonatal (Doppler) CUS for both clinical and research purposes, including a bedside demonstration of the technique.

מדינת אולטראסאונד ההדמיה אמנות הגולגולת בילודים

Cranial ultrasound (CUS) is a reputable tool for brain imaging in critically ill neonates. It is safe, relatively cheap and easy to use, even when a ...