Geração de dados representativos foi financiado pelo NIH Grant R01HL084178, 5R01MH068767-08, e doações do Mecanismo de Pesquisa MRI Brown e Rhode Island Foundation. VA CSR &amp; D Grant 1 Ik2 CX000724-01A2 apoiado o desenvolvimento de protocolo e os trabalhos futuros. Agradecemos a todos os nossos participantes.

Os participantes elegíveis assinar escrito, o consentimento informado para participar do projeto de pesquisa. A pesquisa é realizada em conformidade com as diretrizes institucionais, nacionais e internacionais para o bem-estar humano. 1. Triagem participante e entrevistas de diagnóstico <ol><li> Após consentimento informado, realizar entrevistas de diagnóstico para verificar o diagnóstico de TEPT e gravidade da doença. NOTA: Estas medidas incluem a Entrevista Estruturada Clínica para DSM-IV-TR (SCID) 24 eo Clínico Administrado PTSD Scale (CAPS) 25, bem como o Exame do Estado Folstein Mini-Mental (MMSE) 26 para avaliar o estado cognitivo. </li><li> Peça aos participantes para preencher as escalas de auto-relato relevantes ao estresse e humor. NOTA: Estes incluem a Vida Stressor Checklist-Revised (LSC-R) 27, Childhood Trauma Questionnaire (CTQ) 28, Escala de Estresse Percebido (PSS) 29 e Inventário rápido de Depressivo Sintomas (QIDS-SR) 30. </li><li> Agende participantes elegíveis para ressonância magnética, em que os participantes chegam a cerca de 1 hora antes da sessão de verificação agendada, para analisar os componentes necessários para a digitalização, como a segurança MRI e procedimentos do estudo. </li><li> Obter urina, gravidez (quando apropriado), e os testes de toxicologia antes da digitalização. </li></ol> 2. Participantes do treinamento para executar a tarefa N-back <ol><li> Comece a primeira corrida com o teste de vigilância carta 0-back. <ol><li> Instrua os participantes para indicar &quot;sim&quot; para um alvo consoante (&quot;h&quot; ou &quot;H&quot;) através de uma caixa com dois botões de resposta e &quot;Não&quot; para todas as outras consoantes. </li><li> Mostrar o participante 9 consoantes para 500 ms cada, com um tempo de 2.500 ms interstimulus, para um total de 27 segundos, e pedir-lhes para responder como indicado acima. NOTA: A consoante alvo será exibido 4 vezes dentro de cada bloco 0-back. </li></ol></li><li> Em seguida, os participantes praticam a 2-bateste ck. <ol><li> Instrua os participantes a dar uma resposta &quot;Sim&quot; ou &quot;Não&quot; na caixa de resposta de dois botões, depois de cada consoante apresentado, para indicar se é o mesmo ou diferente do apresentado consoante dois anteriormente em uma série. </li><li> Ver o participante de uma série de 15 consoantes, para 500 milisegundos cada, com um intervalo de 2500 ms interstimulus, para um total de 45 seg. NOTA: Um estímulo alvo é apresentado 5 vezes. </li></ol></li><li> Participantes de trem para executar a tarefa n-back fora do scanner, até que o seu desempenho atinge&gt; 75% de acerto no componente 2-back. NOTA: Os parâmetros acima podem ser automatizados usando o software de apresentação de estímulo (ver Tabela de Materiais / Equipamentos). </li></ol> 3. MRI Aquisição <ol><li> Ter a mudança participante em roupas MRI-compatível, e trazê-los dentro de um Tesla MRI sala 3 scanner. Peça-lhes para usar tampões de ouvido para proteção auditiva, e, em seguida, deitar em uma maca que will, em última análise movê-los para o meio da máquina de MRI. <ol><li> Coloque almofadas em torno de sua cabeça para minimizar a cabeça movimento. Proporcionar-lhes a caixa de resposta a MRI-compatível para a tarefa de memória de trabalho n-back, espremer lâmpada para interromper a verificação em caso de uma emergência, e coloque um oxímetro de pulso em seu dedo para monitoramento e gravação fisiológico. </li><li> Coloque a bobina de cabeça de 32 canais e tela de apresentação sobre a cabeça do participante, e movê-los para o meio do scanner. </li></ol></li><li> Verifique se o participante é confortável e pode ver a tela e, em seguida, começar a sessão de ressonância magnética. Comece com aquisição de alta resolução (1 mm 3) scans cerebrais anatômicas. Digite os parâmetros de ressonância magnética de alta resolução no console do scanner no Echo Time (TE) = 2,98 ms, Repetição (TR) = 1.900 ms, campo de visão (FOV) = 256 mm 2 e matriz tamanho 64 2 em 1 milímetro fatias. Comece a aquisição MRI, premindo o botão &quot;Run&quot; na varreduraconsola ner. </li><li> Definir parâmetros de aquisição de imagem fMRI BOLD no console do scanner, como TR = 2.500 ms, TE = 28 ms, FOV = 192 mm 2, e da matriz tamanho 64 2 em 3 milímetros cortes axiais. </li><li> Em seguida, adquirir imagens de fMRI em memória de trabalho, utilizando o teste de n-back (ver secção 2), com os seguintes parâmetros: <ol><li> Apresentar um 30 seg base fixação cruz, para o paciente, antes de cada um dos blocos 0-back usando software de apresentação de estímulo. NOTA: Isto irá fornecer uma base de comparação para o outro 0 - e bloqueia 2-back durante a análise de dados. </li><li> Projeto as instruções para o paciente por 3 segundos antes de cada tarefa 0 ou 2-back usando o software de apresentação de estímulo. </li><li> No total, incluem três 0-back e 2-back porções, juntamente com dois blocos de linha de base, em duas corridas de imagem, apresentados em ordem contra-balanceada. </li></ol></li><li> Pressione o botão &quot;run&quot; no console do scanner de ressonância magnética para começar. </li><li> Após a conclusão do n-costas, assegurar oparticipante é confortável e pronto para seguir em frente. Instruí-los que o bloco de resto é a próxima, e dizer-lhes para não cair no sono. Use um software de apresentação do estímulo para exibir uma cruz de fixação na tela. </li><li> Adquirir descansando estado imagens para a próxima 4 min, usando as mesmas configurações fMRI como foram utilizados para a aquisição de imagens n-back (ver 3.3), pressionando o botão &quot;run&quot; no console do scanner de ressonância magnética. </li><li> Repita os passos 3.4. e 3,5. Antes de cada nova seção, peça ao participante se eles são confortáveis ​​e se eles são capazes de continuar. Se eles são capazes, continuar o protocolo. Se eles não estiverem, pause o scanner de ressonância magnética e fazer ajustes para o conforto quando necessário. </li><li> Em seguida, dizer que o participante que o scanner pode estar tremendo nas próximas seqüências, e instruí-los a fechar os olhos e relaxar da melhor forma possível no scanner. Em seguida, adquirir uma sequência DTI, premindo o botão &quot;run&quot; no console do scanner. </li><li> Definir parâmetros de aquisição de imagem DTI no scanner conexclusiva para dupla rotação imagens eco-planares difusão ponderada (DWI), com gradientes de difusão aplicadas em 64 direções não-colineares (b = 1,000), um DWI para cada direção gradiente e 10 não ponderada (b = 0) imagens de normalização, TR = 10.060 ms, TE = 103 ms, FOV = 226 milímetros, 128 2 matriz, espessura de corte = 1,8 mm, com ecos parciais e interpolação. </li><li> Retire o participante do scanner, e saber mais sobre a forma como a sessão foi. Responda às perguntas que possam ter, e agradecer-lhes pela sua participação. Envie o computador scanner de ressonância magnética escrever um DVD com imagens dos participantes e gravação fisiológico para posterior análise de dados. </li></ol> 4. Análise de Dados <ol><li> Pré-processamento de dados <ol><li> Usando o software de processamento de fMRI, reconstruir dados brutos em 3D + tempo de conjuntos de dados, concatenar e se registrar para o quinto volume da primeira série, para minimizar o artefato movimento e produzir parâmetros de correção de movimento. Aplicar filtro passa-banda (0,009-0,08 Hz) para isolar o domínio da freqüência DMN e reduzir os efeitos de baixo desvio de freqüência e ruído de alta freqüência. NOTA: As variáveis ​​incômodo para cada voxel deve incluir ventrículo médio e séries temporais substância branca, bem como seis estimativas dos parâmetros de cabeça movimento; estas estimativas devem incluir tanto os valores humilhada e derivativos. O curso de tempo variáveis ​​de perturbação previsto deve ser removido a partir de uma série completa de tempo voxel para se obter uma base de dados &quot;residuais&quot; série de tempo a ser utilizado para análises de correlação posterior 31. </li><li> Dados em larga escala para normalizar intensidade dentro de prazo, e os dados lisos até a 4 milímetros full metade de largura máxima (FWHM) kernel gaussiano. Censor imagens com mais de 1,5 mm a partir do conjunto de dados 32. Não execute regressão sinal global (RSG) desde GSR pode influenciar correlações em dados do estado descansando 33,34. </li></ol></li><li> Descansando análises de conectividade do Estado <ol><li> Use-semente região conectividade análises para avaliara relação entre a priori regiões definidas para avaliar a conectividade funcional 11. NOTA: Sementes incluídos são os principais nós anterior e posterior do DMN, o MPFC e PCC, respectivamente. Coordenadas funcionais desses locais são geralmente superiores aos locais definidos pelo atlas 35. </li><li> Extrato da série média de tempo BOLD destas sementes e realizar uma análise de correlação de todo o cérebro. Transformar valores de R correlacionais para escores Z 36 para o teste de hipóteses subseqüente. <ol><li> Comparar valores de Z entre os dois grupos em um voxel por voxel base para avaliar as diferenças significativas na conectividade funcional entre TEPT e controles como o desfecho primário. Threshold estes resultados a um significado de duas caudas de p &lt;0,05, utilizando-se sábio para a família (ou seja, cluster) de correção de erros. NOTA: correção Cluster é gerado por meio de simulações de Monte Carlo para estimar a probabilidade de clusters falsos positivos. Use algorith estatísticams para calcular a correção cluster como uma função do FOV, resolução, suavidade e intensidade de sinal no nível de voxel indivíduo 37. </li></ol></li><li> Para avaliar a relação entre os sintomas clínicos e os resultados de imagem, realizar análises de acompanhamento que incluem as correlações entre escores da escala de classificação e pontuação média Z de conectividade das regiões DMN. Incluir análises de correlação que conta para obter informações demográficas relevantes, tais como a gravidade da depressão, lesão cerebral traumática, bem como a educação e outras variáveis ​​associadas. </li></ol></li><li> As análises de memória de trabalho <ol><li> Use um software de processamento de fMRI para pré-processar os dados e baseada em voxel GLM para quantificar a atividade de tarefas específicas em cada voxel cérebro de conjuntos de dados individuais 11,31. NOTA: As variáveis ​​independentes do GLM são o curso temporal do descanso e do 0 - e tarefas 2-back (incluindo transições hemodinâmicos modelado como uma função gama) e co-variáveis ​​(drift linear e observarmovimento d), com o sinal BOLD ao longo do tempo como a variável dependente. </li><li> Média resultando pesos beta GLM entre as regiões DMN especificados. NOTA: Estas respostas n-back média entre conjuntos de dados a nível individual servir a medida básica da atividade cerebral em análises estatísticas de nível de grupo subseqüentes. </li><li> Use análises de covariância para examinar as diferenças de nível de grupo entre grupos de PTSD e não de TEPT e para estimar os efeitos da dificuldade da tarefa (ou seja, as comparações de atividade durante a 0 - contra tarefas 2-back) em cada região DMN; Também incluem análises de todas as etapas de controle estatístico relevantes requeridos em repouso analisa estado em 4.2. </li></ol></li><li> Conectividade Estrutural Usando DTI <ol><li> Pré-processamento <ol><li> Usando o software de processamento de DTI, co-registro não-difusão (ie. B = o) imagens para corrigir artefatos de movimento, e usar como uma imagem de normalização para imagens ponderadas em difusão subseqüentes. Use uma transformação afim 12 parâmetropara registrar as imagens ponderadas em difusão para explicar o movimento e artefatos de correntes de Foucault. </li><li> Certifique-se de que o vetor gradiente para cada sentido de difusão é girado para explicar as transformações anteriores para modelar montagem. Calcule um tensor de difusão de segunda ordem por voxel das atenuações de sinal de difusão ponderada usando um não-linear restrita procedimento de ajuste 38. </li><li> Use as imagens de difusão para calcular valores próprios, autovetor e fracionários mapas de anisotropia de difusão. </li></ol></li><li> Use software tractography quantificar a integridade do pacote do cíngulo. Utilizar atlas padrão para a selecção região da semente, tais como os de Mori et al. 39 e Catani e De Schotten 40. Filtre tractography resultante através de uma região de exclusão da linha média para remover fibras que cruzam entre os hemisférios. Calcular média FA, traço, axial e radial difusividade para todos os voxels por meio do qual o pacote cíngulo passa. &lt;/ Li&gt; <li> Use modelo misto ANOVA para cada medida de difusão, com hemisfério como uma variável dentro de-sujeito, para comparar as diferenças entre grupos de PTSD e os participantes não TEPT, estatisticamente o controle de outros fatores, como a gravidade da depressão, abuso de drogas, TCE leve e educação e demográfica variáveis ​​usando 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.

Os dois passos mais críticos para a implementação bem sucedida do protocolo de neuroimagem está capturando com precisão estado de repouso e trabalhar efeitos de memória. Conceitualmente, a aquisição de imagens estado de repouso é simples. Como não há nenhuma tarefa a ser executada, os pesquisadores frequentemente descrevem a atividade do cérebro durante essas épocas como &quot;descanso&quot;. No entanto, como este campo é relativamente novo em comparação com outras áreas da ...

Neuroimagem representa uma ferramenta com potencial sem precedentes para examinar diagnóstico validade, a gravidade da doença, prognóstico e resposta ao tratamento em neuropsiquiatria. Uma ampla gama de técnicas de neuroimagem complementares está agora disponível para caracterizar a estrutura e função dos sistemas de chaves do cérebro, e para ajudar na identificação de fenótipos neuroimagem em populações psiquiátricas. Destes sistemas, a rede de modo padrão (DMN) recebeu uma grande atenção na literatura da neurociência cognitiva e clínica ao longo da última década. DMN é um assim chamado &quot;estado de repouso da rede&quot;, que inclui o córtex pré-frontal medial (MPFC) como o principal nó anterior, posterior córtex cingulado / precuneus (PCC) como o princípio nó posterior, juntamente com os córtices parietal inferior lateral e regiões temporal medial. Eles característica fundamental desta rede é que ela exibe sua maior atividade durante os períodos de descanso, which ocorre quando os assuntos são acordados e alertas, mas não envolvidos em uma tarefa específica; esta atividade estado de repouso foi cunhado o &quot;Modo padrão&quot; da função cerebral 1. Descansando atividade estatal no DMN é também altamente sincronizado, que é descrito como descansando conectividade funcional do Estado. A outra característica fundamental do DMN é que demonstra atividade diminuída durante os períodos de aumento das demandas cognitivas externos, o que é observado como desativação induzida por tarefa durante neuroimagem funcional paradigmas 2,3. A hipótese é que o equilíbrio entre o interno (ou seja, o estado de repouso) e externo (ou seja, atividade de tarefa relacionada) exigências são necessárias para manter o funcionamento saudável do cérebro 3-5. As seções a seguir fornecem uma visão geral de três métodos para estudar a DMN: conectividade funcional e desativação associada à tarefa, seguido de conectividade estrutural. Estes três métodos são described maneiras como complementares para caracterizar esta rede em amostras clínicas, como pacientes com transtorno de estresse pós-traumático e condições psiquiátricas relacionadas. Descansando Estado DMN conectividade funcional Descansando conectividade funcional do Estado tornou-se recentemente uma abordagem comum para avaliar os padrões de função cerebral de base na ausência de exigências da tarefa. Conectividade funcional é um método analítico que quantifica a coerência, ou o grau de sincronia no sinal dependente (BOLD) nível de oxigênio no sangue ao longo do tempo, em diferentes regiões do cérebro. Um crescente corpo de literatura de pesquisa sugere que os padrões típicos de conectividade DMN pode ser alterada em populações de risco clínico e, em particular aqueles com exposição anterior ao estresse ou trauma significativo. O achado mais comum foi reduzido DMN conectividade funcional estado de repouso associado ao TEPT 6. Esta conectividade reduzida pode have aplicações clínicas diretas, como diminuição da conectividade DMN podem ser indicativos de quem pode desenvolver PTSD após um estressor agudo 7. Conectividade funcional DMN diminuída pode ser interpretado de várias formas, mais comumente que ele reflete a má comunicação entre as regiões cerebrais cruciais envolvidos na auto-processamento, o que pode levar a uma incapacidade de realocar recursos internos da linha de base de processamento de DMN às demandas externas. Esta interrupção de rede pode explicar os sintomas clínicos do núcleo de transtornos psiquiátricos, como PTSD e outras condições psiquiátricas relacionadas ao estresse 8. Outras investigações sobre a etiologia desses distúrbios é uma área importante para futuras pesquisas. De uma perspectiva mais geral, vantagens de examinar a conectividade funcional do DMN incluem relativamente fácil implementação e um padrão robusto de descansar conectividade funcional estado em controles saudáveis ​​que permite uma comparação fiável 9,10 </sup&gt;. Portanto, esse método tem o potencial para ser desenvolvido em um biomarcador neuroimagem facilmente implementada e robusto de transtornos psiquiátricos relacionados com o stress que informa como o cérebro funciona na ausência de exigências de tarefas específicas em indivíduos com PTSD e outras condições psiquiátricas relacionadas ao estresse. Desativações DMN Task-associados Examinando resposta DMN durante memória de trabalho (WM) oferece uma outra abordagem para investigar a função e disfunção desta rede além descansando sincronia Estado. Esta abordagem, o que reflete um método mais padrão de ressonância magnética funcional (fMRI), fornece informações diferentes sobre a resposta às exigências das tarefas que podem ter significado clínico 11. Pesquisas anteriores já haviam documentado que os participantes com TEPT demonstram prejudicada funcionamento WM e um maior grau de desativações DMN durante tarefas de MT, talvez refletindo um maior esforço cognitivo 12-15. Using WM como um desafio RMF tem várias vantagens. Por exemplo, ela desengata confiável várias regiões-chave DMN, de repouso para um estado ativo. Mais relevantes para PTSD e outras condições psiquiátricas relacionadas ao estresse, as tarefas de forma confiável WM desengatar o MPFC, o principal nó DMN anterior que está envolvido em caminhos críticos desregulados em PTSD. Foi bem estabelecido que a MPFC modula ascendente actividade amígdala, e provavelmente desempenha um papel crucial no medo condicionado 16. As avaliações da atividade MPFC também pode ser uma métrica útil no futuro atendimento clínico. Por exemplo, em um estudo anterior de policiais traumatizados, psicoterapia exposição aumento da atividade MPFC e diminuição da atividade da amígdala durante a recuperação da memória traumática. Essas mudanças de neuroimagem foram associados com sintomas Pstd diminuíram 17. Este exemplo de desactivações Mpfc induzidas WM é apenas um exemplo de como as métricas de neuroimagem pode ser aplicado a populações clínicas, e ainda mais exploraçãode outros componentes DMN é susceptível de ser uma área frutífera de pesquisas futuras. Neste protocolo, a tarefa n-back de memória de trabalho verbal é usado. A tarefa n-back é amplamente utilizado na investigação FMRI, e fornece ativação confiável de modo padrão regiões desativação de rede 18,19 ativação executivo e. Esta tarefa inclui três componentes, uma tarefa carta vigilância 0-back, a tarefa 2-back da memória de trabalho e descanso de base para comparação. Durante a tarefa de vigilância 0-back, os participantes respondem &quot;sim&quot; quando um alvo pré-determinado consoante (&quot;H&quot; ou &quot;h&quot;) apareceu e &quot;não&quot; para outras consoantes, usando uma caixa de resposta de dois botões ao mesmo tempo dentro do scanner. Seis blocos de nove consoantes controle 0-back são apresentados durante esta tarefa. Durante o 2-back, uma série de consoantes são apresentados visualmente para 500 ms cada, com um intervalo de 2.500 ms interstimulus. Os participantes fazem um &quot;sim&quot; ou &quot;não&quot;resposta, após cada consoante apresentado, para indicar se é o mesmo ou diferente a partir da consoante apresentados dois anteriormente em uma série (por exemplo., w, n, R, N, P, Q, R, Q, N, W, etc. , com respostas corretas indicadas em negrito). Durante o 2-back, seis 45 seg série de 15 consoantes são apresentadas. Para executar com êxito o participante deve manter um conjunto cognitivo exigindo que inclui o buffer constante fonêmica (ie. Segurando consoantes na memória de curto prazo), ensaio subvocal fonêmica (ie. Repetindo consoantes sem articular em voz alta), e coordenação executiva. Em ambos os 0 - e blocos de 2-back, a taxa de apresentação é o mesmo, 33% dos alvos são apresentados em locais aleatórios, e de capitalização é randomizados para incentivar codificação verbal. A linha de base descansando 30 segundos com um ponto de fixação cruz é apresentada antes de cada bloco 0-back; esta linha de base é utilizado para subsequcomparações rentes da actividade associada à tarefa em relação à linha de base durante a análise dos dados. Tomados em conjunto, os dados existentes sugerem que a caracterização de actividade de DMN associada à tarefa durante uma variedade de tarefas pode desempenhar um papel importante na utilização clínica de DMN análise funcional. Há outras vantagens em usar WM como um desafio FMRI em condições psiquiátricas relacionadas ao estresse. Semelhante ao descansando conectividade estado, não há um padrão claro de desativações DMN durante WM em indivíduos saudáveis, o que facilita as comparações com amostras clínicas. WM também é o trauma neutro, o que pode evitar desencadear sintomas de PTSD clínicos durante a digitalização. Portanto, este método também tem o potencial para ser desenvolvido em um biomarcador de neuroimagem, que reflete a forma como o cérebro responde a demandas externas em desordens psiquiátricas relacionadas ao estresse. DMN Conectividade Estrutural Enquanto imagem funcional é capaz de descrever a mudanças na conectividade cerebral ou atividade associada a exposição ao estresse, as abordagens funcionais não descrever a etiologia por trás das mudanças cerebrais observados. Métodos de imagem estruturais, tais como imagem por tensor de difusão (DTI), são capazes de medir e quantificar a integridade dos tratos de substância branca que conectam regiões cerebrais. DTI é a abordagem de neuroimagem estrutural mais comum e as medidas integridade da substância branca com base na anisotrópica (ie direcional) o fluxo de moléculas de água ao longo de tratos de substância branca, como fluxos de água predominantemente ao longo tratos de substância branca (em comparação com entre eles). Esta diferença em fluxo direccional é expressa como anisotropia fracionada (FA). Mais baixos graus de FA são pensados ​​para refletir as mudanças microestruturais em tratos de substância branca, que podem ser manifestações de lesão neuronal de uma variedade de causas, incluindo as conseqüências da exposição ao estresse 4. Do ponto de vista da rede, a atividade cerebral coordenado (atividade estatal ou seja descansando ou cooratividade relacionado com a tarefa coordenado) deve contar com conexões estruturais. No caso de DMN resultados anteriores, lesão estrutural prejudica a comunicação entre os nós DMN, levando a uma diminuição da ligação funcional DMN. Da mesma forma, o aumento dos padrões de desativação podem refletir dano microestrutural que requer o recrutamento de maiores áreas do córtex durante a resposta tarefa. Relevante para PTSD eo DMN, vários estudos têm demonstrado diminuição da FA no pacote cíngulo 20,21, que é o trato da matéria branca que conecta as principais estruturas límbicas do cérebro 22. É provável que as medidas mais precisas utilizando tractografia (isto é, que segue diretamente tractos de matéria branca no nível neuronal) será capaz de elucidar especificamente que as fibras da matéria branca estão envolvidas na interrupção da rede. As vantagens para imagens DTI é que é relativamente fácil de adquirir já que não existem tarefas necessárias para executar no scanner. Na foprotocolo llowing, as abordagens funcionais da descansando conectividade funcional do Estado e quantificação das desativações induzida por tarefas são combinadas com um exame de conectividade estrutural utilizando DTI, a fim de mapear a estrutura e função DMN e relacionar esses achados com a gravidade da doença e os fatores clínicos relevantes em PTSD . Nós já implementaram esta abordagem em adultos saudáveis ​​expostas ao trauma 18,23 e descobriu que este protocolo fornece um método convincente para caracterizar a DMN que se presta para a adaptação ao estudo de PTSD e outras stress relacionado doenças psiquiátricas.

<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

Técnicas de neuroimagem estrutural e funcional complementares utilizados para examinar a rede de modo padrão (DMN) poderia melhorar as avaliações de severidade da doença psiquiátrica e fornecer validade adicional para o processo de diagnóstico clínico. Uma pesquisa recente de neuroimagem sugerem que os processos DMN pode ser interrompido em uma série de doenças psiquiátricas relacionadas ao estresse, como o transtorno de estresse pós-traumático (TEPT). Embora as funções DMN específicas continuam sob investigação, é geralmente pensado para ser envolvido em introspecção e auto-processamento. Em indivíduos saudáveis ​​exibe maior atividade durante os períodos de descanso, com menor atividade, observados como a desativação, durante tarefas cognitivas, por exemplo, a memória de trabalho. Esta rede consiste no córtex pré-frontal medial, córtex cingulado posterior / precuneus, córtex parietal medial e lateral regiões temporais. Imaginação funcional e estrutural múltiplang abordagens foram desenvolvidas para estudar o DMN. Estes têm potencial sem precedentes para promover a compreensão da função e disfunção desta rede. Abordagens funcionais, tais como a avaliação de descansar conectividade estado e desativação induzida por tarefa, tem excelente potencial para identificar neurocognitivo alvejado e neuroaffective (funcionais) marcadores de diagnóstico e pode indicar a gravidade da doença eo prognóstico com maior precisão e especificidade. Abordagens estruturais, tais como a avaliação de morfometria e conectividade, pode fornecer marcadores únicos de etiologia e longo prazo os resultados. Combinados, os métodos funcionais e estruturais fornecem fortes abordagens multimodais, complementares e sinérgicas para desenvolver fenótipos válidos de imagem baseada em DMN em condições psiquiátricas relacionadas ao estresse. Este protocolo tem como objetivo integrar estes métodos para investigar a estrutura e função DMN em PTSD, relacionando resultados de gravidade da doença e os fatores clínicos relevantes.

Os resultados representativos são baseados em dados coletados usando a mesma abordagem de imagem em duas amostras diferentes de indivíduos com história de trauma na infância e maus-tratos, mas sem TEPT 21,22. Os resultados de descanso conectividade funcional estado análises revelaram um padrão espacial coerente com os principais nós da DMN (Figura 1) 1-3,8 incluindo o MPFC, PCC, giro angular / lóbulo parietal inferior e regiões temporais médias. A confirmação desta dist...

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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.

Desenvolver Neuroimagem fenótipos da rede de modo padrão no TEPT: Integrando o estado de repouso, Memória de Trabalho e Conectividade Estrutural

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

14.8K visualizações.  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.

Vídeo: 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.

De alta freqüência Ecocardiografia de alta resolução: primeira evidência de não-invasivos Medida repetida de Strain miocárdico, contratilidade, e regurgitação mitral no coração Isquemia-reperfundidos murino

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

Medicina

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 de imagem de oxigenação dos tecidos cutâneos e Função Vascular

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

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.

Biomarcadores em um modelo animal para Revelando correlatos neurais, hematológica e Comportamental do TEPT

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 Fluorescência de Imagem biventricular isolado de coelho

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.

Identificação de doenças relacionadas com padrões de covariância espacial utilizando dados de neuroimagem

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.

Permanente oclusão vascular cerebral<em&gt; Via</em&gt; Dupla ligadura e transecção

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).

Análise de Redes da rede de modo padrão Usando Funcional Conectividade RM em Epilepsia do Lobo Temporal

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.

Coleta e Extração de DNA de saliva para 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 ...

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.

Estado da Arte Cranial Ecografia em recém-nascidos

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 ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. As this technology expands and improves, the ability to potentially evaluate and improve the quality of substandard lungs prior to transplant is a critical need. In order to more rigorously evaluate these approaches, a reproducible animal model needs to be established that would allow for testing of improved techniques and management of the donated lungs as well as to the lung-transplant recipient. In addition, an EVLP animal model of associated pathologies, e.g., ventilation induced lung injury (VILI), would provide a novel method to evaluate treatments for these pathologies. Here, we describe the development of a rat EVLP lung program and refinements to this method that allow for a reproducible model for future expansion. We also describe the application of this EVLP system to model VILI in rat lungs. The goal is to provide the research community with key information and &#8220;pearls of wisdom&#8221;/techniques that arose from trial and error and are critical to establishing an EVLP system that is robust and reproducible.

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. Here, we describe the development of a rat EVLP program and refinements that allow for a reproducible model for future expansion.

Método de Isolado<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Perfusão pulmonar em um modelo de rato: Lições aprendidas com o desenvolvimento de um Programa PPEV Rat

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...