화소 기반 형태법으로 회백질 차이 측정: 음악 두뇌

Overview

출처: 조나스 T. 카플란과 사라 I. 짐벨의 연구소 - 서던 캘리포니아 대학

경험은 뇌를 형성합니다. 우리의 뇌는 학습의 결과로 다르다는 것을 잘 이해합니다. 많은 경험 관련 변경은 개별 적인 뉴런의 행동에 있는 신경 화학적인 조정에 의해 예를 들면, 현미경 수준에서 자신을 드러내는 동안, 우리는 또한 거시적인 수준에서 두뇌의 구조에 해부학적인 변경을 검토할 수 있습니다. 이러한 변화의 한 가지 유명한 예는 도시의 복잡한 경로를 배우는 것과 함께 항해 메모리에 역할을하는 것으로 알려진 뇌 구조인 해마에서 더 큰 양을 보여주는 런던 택시 운전사의 경우에서 비롯됩니다. 1

뇌 해부학을 검사하는 많은 전통적인 방법은 크기를 측정하기 위해 관심있는 해부학 적 영역의 근면 한 추적을 필요로한다. 그러나, 현대 신경 이미징 기술을 사용 하 여, 우리는 지금 자동화 된 알고리즘을 사용 하 여 사람들의 그룹에 걸쳐 뇌의 해부학을 비교할 수 있습니다. 이러한 기술은 인간의 신경 해부학자가 작업에 가져올 수있는 정교한 지식의 자신을 이용하지 않지만, 그들은 빠르고 해부학의 매우 작은 차이에 민감합니다. 뇌의 구조적 자기 공명 이미지에서 각 체적 픽셀 또는 복셀의 강도는 해당 영역에서 회색 물질의 밀도와 관련이 있습니다. 예를 들어, T1 가중 MRI 스캔에서 매우 밝은 복셀은 백색 물질 섬유 번들이있는 위치에서 발견되며 어두운 복셀은 뉴런의 세포 체가 있는 회색 물질에 해당합니다. 복셀에 의해 복셀 기초에 뇌 구조를 정량화하고 비교하는 기술은 복셀 기반 의 morphometry, 또는 VBM이라고합니다. 2 VBM에서는 먼저 모든 뇌를 공통 공간에 등록하여 해부학의 총 차이를 부드럽게 합니다. 그런 다음 복셀의 강도 값을 비교하여 회색 물질 밀도의 지역화된 작은 규모 차이를 식별합니다.

이 실험에서는 뮤지션의 뇌와 비음악가의 두뇌를 비교하여 VBM 기술을 시연할 것입니다. 뮤지션들은 강렬한 모터, 비주얼 및 어쿠스틱 교육에 참여합니다. 음악 훈련을 통해 간 사람들의 뇌는 기능적이고 하지 않은 사람들과 다른 여러 소스에서 증거가있다. 여기, 우리는 가서와 Shlaug3 및 버뮤데즈 외를따릅니다. 4 VBM을 사용하여 음악가의 뇌에서 이러한 구조적 차이를 식별합니다.

Procedure

1. 40 명의 뮤지션과 40 명의 비 뮤지션을 모집하십시오.

  1. 음악가는 적어도 10 년 동안 공식적인 음악 훈련을 받아야합니다. 모든 악기와 함께 훈련하는 것은 허용됩니다. 뮤지션은 또한 적어도 한 시간 / 일 동안 적극적으로 악기를 연습해야합니다.
  2. 제어 주제는 악기를 연주에 거의 공식적인 훈련이 있어야합니다.
  3. 모든 참가자는 오른손잡이여야 합니다.
  4. 모든 참가자는 신경학상, 정신의학, 또는 심장 무질서의 역사가 없어야 합니다.
  5. 모든 참가자는 MRI가 안전한지 확인하기 위해 제거할 수 없는 금속이 몸에 없어야 합니다.

2. 사전 스캔 절차

  1. 사전 스캔 서류를 작성합니다.
  2. 참가자가 fMRI 스캔을 위해 들어올 때, 먼저 MRI에 대한 반대 표시가 없는지 확인하기 위해 금속 스크린 양식을 작성하도록 하고, 방사선 전문의가 스캔에 동의하는 부수적인 연구 결

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

VBM 분석은 음악가의 뇌에서 회색 물질 밀도가 비 음악가 컨트롤에 비해 상당한 국소화 된 증가를 밝혔다. 이러한 차이는 양쪽에 우수한 측두엽에서 발견되었다. 가장 크고 가장 중요한 클러스터는 오른쪽에 있었고 Heschl의 자이루스의 후방 부분을 포함(그림 2). Heschl의 자이루스는 1 차 청각 피질의 위치이며 주변 피질은 복잡한 청각 처리에 관여합니다. 따라서...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

VBM 기술은 사람들의 그룹 사이 회색 물질에 있는 지역화된 다름을 보여줄 가능성이 있습니다, 또는 사람들의 단에 따라 변화하는 측정과 관련하여. 훈련의 다른 양식에 관련 되 면 구조적 차이 찾는 것 외에도, 이 기술은 우울증등 광범위 한 신경 심리적 조건과 관련 된 해부학 적 차이 공개 수 있습니다.,5 난독증,6 또는 정신 분열 증. 7

뇌 해부학에 그?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References
  1. Maguire, E.A., et al. Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proc Natl Acad Sci U S A 97, 4398-4403 (2000).
  2. Ashburner, J. & Friston, K.J. Voxel-based morphometry--the methods. Neuroimage 11, 805-821 (2000).
  3. Gaser, C. & Schlaug, G. Brain structures differ between musicians and non-musicians. J Neurosci 23, 9240-9245 (2003).
  4. Bermudez, P., Lerch, J.P., Evans, A.C. & Zatorre, R.J. Neuroanatomical correlates of musicianship as revealed by cortical thickness and voxel-based morphometry. Cereb Cortex 19, 1583-1596 (2009).
  5. Bora, E., Fornito, A., Pantelis, C. & Yucel, M. Gray matter abnormalities in Major Depressive Disorder: a meta-analysis of voxel based morphometry studies. J Affect Disord 138, 9-18 (2012).
  6. Richlan, F., Kronbichler, M. & Wimmer, H. Structural abnormalities in the dyslexic brain: a meta-analysis of voxel-based morphometry studies. Hum Brain Mapp 34, 3055-3065 (2013).
  7. Zhang, T. & Davatzikos, C. Optimally-Discriminative Voxel-Based Morphometry significantly increases the ability to detect group differences in schizophrenia, mild cognitive impairment, and Alzheimer's disease. Neuroimage 79, 94-110 (2013).
Tags
Voxel based MorphometryGrey Matter DifferencesCortical VolumeDensity Of Grey MatterFrontal LobeNeuroimaging TechniquesStructural Magnetic Resonance ImagesIntensity Values Of VoxelsExpert MusiciansLimited TrainingChess PlayingMRI ScannerAutomated ApproachWhite matter Fiber Bundles

건너뛰기...

0:00

Overview

1:19

Experimental Design

3:04

Running the Experiment

4:08

Data Analysis and Results

6:53

Applications

8:44

Summary

이 컬렉션의 비디오:

article

Now Playing

화소 기반 형태법으로 회백질 차이 측정: 음악 두뇌

Neuropsychology

16.9K Views

article

분할 뇌

Neuropsychology

67.9K Views

article

운동 지도

Neuropsychology

27.3K Views

article

신경 심리학에 대한 관점

Neuropsychology

11.9K Views

article

의사 결정 및 아이오와 도박 과제

Neuropsychology

31.6K Views

article

자폐 스펙트럼 장애의 실행 기능

Neuropsychology

17.4K Views

article

사건후기억상실

Neuropsychology

30.1K Views

article

감정 인식의 생리학적 상관 관계

Neuropsychology

15.9K Views

article

사건 관련 잠재력과 오드볼 과제

Neuropsychology

27.2K Views

article

언어: 의미 부조화의 N400

Neuropsychology

19.3K Views

article

학습과 기억: 기억-알기 과제

Neuropsychology

17.1K Views

article

다용적 패턴 분석으로 청각 이미지 디코딩

Neuropsychology

6.4K Views

article

시각 주의: 사물을 활용한 집중력 제어의 fMRI 조사

Neuropsychology

39.9K Views

article

외상성 뇌 손상에서의 확산 텐서 이미징 사용

Neuropsychology

16.6K Views

article

TMS를 사용한 동작 관찰 중 운동 흥분성 측정

Neuropsychology

9.9K Views

JoVE Logo

개인 정보 보호

이용 약관

정책

연구

교육

JoVE 소개

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유