Функциональные Формирование изображений с помощью арматуры, движения глаз, и физиологические мониторинга

Резюме

Эта презентация демонстрирует использование МРТ для изучения нейронных цепей, лежащих в основе принятия решений. Простые восприятия задач в сочетании с аппетит и отвращение подкрепления чтобы исследовать, как результаты влияют на принятие процессов.

Аннотация

Мы используем функциональной визуализации мозга (МРТ) для изучения нейронных цепей, лежащих в основе принятия решений. Чтобы понять, как влияют на результаты процессов принятия решений, простой перцептивной задачи в сочетании с аппетит и отвращение подкрепления. Тем не менее, использование подкрепления, такие как соки и airpuffs может создать проблемы для МРТ. Подкрепления доставки может вызвать движение головы, что создает артефакты в МРТ сигнала. Усиление также может привести к изменению частоты сердечных сокращений и дыхания, которые опосредованы вегетативной путей. Изменения частоты сердечных сокращений и дыхания могут непосредственно влиять на МРТ (жирным шрифтом) сигнал в мозг и могут быть смешаны с сигналом изменения, которые связаны с нервной деятельности. В этой презентации, мы демонстрируем методы для управления подкреплений в управляемом режиме, для стабилизации головы, и для измерения пульса и дыхания.

протокол

Оборудование установки

Первый шаг в беге и МРТ эксперимент создания и проверки оборудования. Эти шаги можно сделать в любом порядке.

Формирования сигнала - сканер находится в электрически и магнитно-экранированной комнате. Все электрические сигналы, идущие от диспетчерской к сканеру комнате проходят через фильтр панели, чтобы удалить какой-либо частоты, которые могли бы создать артефакт изображения MR.

Airpuff - устройство airpuff обеспечивает контролируемое клубы фиксированном давлении и продолжительности. Когда направлены на глаз, это отвращение, но не травматично. Регулятор давления (WPI Пневматические PicoPump) до источника сжатого воздуха, который может быть баллон с воздухом, но мы используем дома воздух. Давление регулируется до 30 фунтов на квадратный дюйм. Времени регулируется доставить 50 мс затяжку. Электромагнитный клапан управляется компьютером сигнала. Выход регулятора давления подается к объекту через 1/6th дюймовый пластиковая трубка (Tygon). Важно, чтобы трубка не должна быть слишком длинной или не будет задержки между открытием соленоида и времени, что сжатый воздух поступает на конце трубки. По этой причине, регулятор давления находится внутри сканера комнату и управляющие сигналы подаются через фильтр панели, чтобы обеспечить, что Есть нет изображений артефактов.

Сок - сок диспенсер контроль размера и количества капель сока доставлены в рот пластиковую трубку. Сок дозатор состоит из резервуара, с компьютерным управлением электромагнитный клапан, и длинную трубку, которая обеспечивает сока к предмету. Все электронные компоненты находятся за пределами сканер комнату и, следовательно, не вносят артефакты сигнала MR. Сок дозатором (Крист Instruments) промывают два раза, заполняя резервуар и открытие электромагнитного клапана. Затем он заполнен с привилегированными напитков субъекта. Система протестирована перед сканированием, запустив программу, которая приводит к компьютеру генерировать поток испытательных импульсов, что приводит к несколько капель сока доставляется к объекту. Предмет проверяет, что сок течет.

Укус бар - руководитель движения создает несколько артефактов в МРТ изображении. В этом эксперименте, субъекты получают airpuffs, которые могут вызвать рефлексивного движения, и сок, который требует глотания. Чтобы свести к минимуму движения головы, bitebar используется для стабилизации головы. Bitebar прикреплен к катушке голову РФ. Каждый предмет имеет индивидуально подобранные мундштук из термопластичного материала.

Пульсоксиметр - FMRI меры оксигенации крови (жирным шрифтом). Оксигенации крови в мозгу может влиять нейронной активности, но он может также зависеть от сердцебиения. Для измерения изменений оксигенации, связанные с сердечного цикла, мы используем пульсоксиметр для измерения оксигенации крови в кончик пальца с помощью инфракрасного датчика. Пульсоксиметр является г-н совместимы и его выходной сигнал подается через фильтр панели в диспетчерскую, где оцифровывается и хранится на компьютере.

Респираторный мониторинг газом - кислородом крови также могут быть затронуты при дыхании. Мы измеряем дыхания с дыхательной монитор газа, что меры, истек уровня CO2. RGM является г-н совместимы и его выходной сигнал подается через фильтр панели в диспетчерскую, где оцифровывается и хранится на компьютере.

Визуальной стимуляции - обратно-проекции панели находится на одном конце сканер отверстие близко к объекту положением головы. Субъекты смотреть назад проекционный экран через зеркало монтируется на верхней части головы катушку. Изображения проецируются на спине проекционный экран на ЖК-проектор находится за пределами сканер комнате. Пучок света от проектора направлен внутрь помещения через сканер РФ экранированный шланг.

Глаз слежения - Важно знать, где субъект ищет по нескольким причинам. Движения глаз влияет на положение зрительные стимулы на сетчатке, что влияет на визуальные реакции в мозге. Движения глаз также может быть использован в качестве средства, имеющие предметом указывают поведенческие реакции. Мы используем метод, называемый "инфракрасный окулография видео", чтобы отслеживать глазами. В этом методе, инфракрасная камера используется для отслеживания ученика. Инфракрасного излучателя и камеры, встроенные в паре специально разработанные очки. Это те же очки, которые обеспечивают визуальную стимуляцию. Данные очки обрабатывается выделенный компьютер, который преобразует изображение глаза в аналоговые сигналы для горизонтальной и вертикальной глаз положение.

Тема подготовки

Документация и Согласия & ndash; Перед сканированием каждого субъекта должны заполнить несколько форм с точки зрения безопасности и согласия.

Экспериментальные Лист план - план листа указывает экспериментальный протокол и импульсных последовательностей и порядок, в котором они выполняются.

Физическая подготовка - Когда объект готов к сканированию, одна из первых вещей, которые они делают, это положить в беруши для защиты слуха от громкого шума и высокой сканер частот. Они также поставить на МР-совместимые наушники и общаться с предметов в сканер и доставить инструкции и обратную связь во время сканирования сессии.

Субъект вкладывает в их рупором, который включает в себя 1 / ^16-й дюймовый линии для доставки сока и дыхательной мониторинга газа.

Тема надевает и настроить MR совместимы очки используются для визуальной стимуляции и контроля движения глаз.

Предмет лежит на кровати и сканер катушки РФ находится над головой. Мундштук (bitebar) крепится к катушке РФ для предотвращения движения головы.

Трубы airpuff (1 / 6 дюйм Tygon) расположен рядом с одним глазом с использованием гибких НКТ (ос-лайн).

Импульсно-оксиметр пальца клип прилагается к одним пальцем и обеспеченные с лентой.

Процедура сканирования

Импульсные последовательности:

Структурные: Мы используем T1-взвешенных изображениях (структурные изображения), которые дают четкое определение морфологии мозга испытуемых. Тема лежит пассивно и остается по-прежнему возможно на этом этапе, который длится около 10 минут.

Функциональные: Мы используем Т2-взвешенных последовательностей EPI (функциональные изображения), чтобы показать изменения в крови кислородом, которые соотносятся с нейронной активности. Именно во время этой фазы, что субъект подвергается воздействию сока, airpuff и звуковые раздражители.

Связь: Мы использовали диффузионно-взвешенные изображения (DWI), чтобы определить структурные связи между областями мозга. Тема просто неподвижно лежит на этом этапе.