Name: probing the brain in autism using fmri and diffusion tensor imaging
Uploaded: 2011-09-12T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging at JoVE.com

De auteurs willen graag tot de herfst Alexander, Jeff Killen, Charles Wells, Kathy Pearson, en Vaibhav Paneri bedanken voor hun hulp bij het project in verschillende fasen. Dit werk wordt ondersteund door de UAB Departement Psychologie Faculteit opstarten fondsen, de McNulty-Civitan Scientist Award en de CCT Pilot Research Grant (5UL1RR025777) naar RK.

1. Speciale technieken voor het scannen personen met een handicap Developmental: Terwijl de neuroimaging zelf is een complexe techniek, met behulp van MRI voor de pediatrische populatie te scannen en mensen met ontwikkelingsstoornissen kan uiterst challenging.The voornaamste problemen zijn: 1) Hoofd beweging: mensen met stoornissen, met name kinderen, vinden het moeilijk om nog in te houden de fMRI-scanner gedurende een scan sessie. Dit kan resulteren in het hoofd van beweging die op hun beurt...

<ol>
	<li>Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+effective+connectivity+in+neuroimaging:+A+synthesis.">Functional and effective connectivity in neuroimaging: A synthesis.</a> Human Brain Mapping. 2, 56-78 (1994).</li><li>Just, M. A., Cherkassky, V. L., Keller, T. A., Minshew, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+activation+and+synchronization+during+sentence+comprehension+in+high-functioning+autism:+evidence+of+underconnectivity.">Cortical activation and synchronization during sentence comprehension in high-functioning autism: evidence of underconnectivity.</a> Brain: a journal of neurology. 127, 1811-1821 (2004).</li><li>Kana, R. K., Keller, T. A., Cherkassky, V. A., Minshew, N. J., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sentence+comprehension+in+autism:+thinking+in+pictures+with+decreased+functional+connectivity.">Sentence comprehension in autism: thinking in pictures with decreased functional connectivity.</a> Brain: a journal of neurology. 129, 2484-2493 (2006).</li><li>Koshino, H., Kana, R. K., Keller, T. A., Cherkassky, V. L., Minshew, N. J., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=fMRI+Investigation+of+Working+Memory+for+Faces+in+Autism:+Visual+Coding+and+Underconnectivity+with+Frontal+Areas.">fMRI Investigation of Working Memory for Faces in Autism: Visual Coding and Underconnectivity with Frontal Areas.</a> Cerebral Cortex. 18, 289-300 (2007).</li><li>Kana, R. K., Keller, T. A., Minshew, N. J., Just, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+control+in+high-functioning+autism:+decreased+activation+and+underconnectivity+in+inhibition+networks.">Inhibitory control in high-functioning autism: decreased activation and underconnectivity in inhibition networks.</a> Biological Psychiatry. 62, 196-208 (2007).</li><li>Just, M. A., Cherkassky, V. L., Keller, T. A., Kana, R. K., Minshew, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+Anatomical+Cortical+Underconnectivity+in+Autism:+Evidence+from+an+fMRI+Study+of+an+Executive+Function+Task+and+Corpus+Callosum+Morphometry.">Functional and Anatomical Cortical Underconnectivity in Autism: Evidence from an fMRI Study of an Executive Function Task and Corpus Callosum Morphometry.</a> Cerebral Cortex. 17, 951-961 (2007).</li><li>Castelli, F., Frith, C., Happe, F., Frith, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autism,+Asperger+syndrome+and+brain+mechanisms+for+the+attribution+of+mental+states+to+animated+shapes.">Autism, Asperger syndrome and brain mechanisms for the attribution of mental states to animated shapes.</a> Brain. 125, 1839-1849 (2002).</li><li>Gray, C. A., Garand, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+stories:+Improving+responses+of+students+with+autism+with+accurate+social+information.">Social stories: Improving responses of students with autism with accurate social information.</a> Focus on Autistic Behavior. 8, 1-10 (1993).</li><li>Smith, S. M., Jenkinson, M., Woolrich, M. W., Beckmann, C. F., Behrens, T. E. J., Johansen-Berg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL.">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23, 208-219 (2004).</li><li>Smith, S. M., Jenkinson, M., Johansen-Berg, H., Rueckert, D., Nichols, T. E., Mackay, C. E., Watkins, K. E., Ciccarelli, O., Cader, M. Z., Matthews, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tract-based+spatial+statistics:+Voxelwise+analysis+of+multi-subject+diffusion+data.">Tract-based spatial statistics: Voxelwise analysis of multi-subject diffusion data.</a> NeuroImage. 31, 1487-1505 (2006).</li><li>Li, Q., Sun, J., Guo, L., Zang, Y., Feng, Z., Huang, X., Yang, H., Lv, Y., Huang, M., Gong, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+fractional+anisotropy+in+white+matter+of+the+right+frontal+region+in+children+with+attention-deficit/hyperactivity+disorder:+a+diffusion+tensor+imaging+study.">Increased fractional anisotropy in white matter of the right frontal region in children with attention-deficit/hyperactivity disorder: a diffusion tensor imaging study.</a> Neuro Endocrinol Lett. 31, 747-753 (2010).</li><li>Jeong, J. W., Sundaram, S. K., Kumar, A., Chugani, D. C., Chugani, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aberrant+diffusion+and+geometric+properties+in+the+left+arcuate+fasciculus+of+developmentally+delayed+children:+a+diffusion+tensor+imaging+study.">Aberrant diffusion and geometric properties in the left arcuate fasciculus of developmentally delayed children: a diffusion tensor imaging study.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 32, 323-330 (2011).</li><li>Mulder, M. J., van Belle, J., van Engeland, H., Durston, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+connectivity+between+cognitive+control+regions+is+sensitive+to+familial+risk+for+ADHD.">Functional connectivity between cognitive control regions is sensitive to familial risk for ADHD.</a> Human Brain Mapping. , (2010).</li><li>Vourkas, M., Micheloyanni, S., Simos, P. G., Rezaie, R., Fletcher, J. M., Cirino, P. T., Papanicolaou, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+task-specific+brain+network+connectivity+in+children+with+severe+reading+difficulties.">Dynamic task-specific brain network connectivity in children with severe reading difficulties.</a> Neurosci Lett. 488, 123-128 (2011).</li></ol>

De methodes en procedures beschreven in dit document zijn gebaseerd op basisprincipes van de cognitieve neurowetenschappen en neuroimaging. Samen geven deze methoden bieden een dwingende kader voor de beoordeling van de hersenen functioneren op het niveau van systemen bij kinderen, volwassenen, en bij mensen met aandoeningen. Studies gebaseerd op deze methoden zijn vooral invloedrijk in het karakteriseren van de discordante functioneren van de hersenen bij mensen met autisme. Hoewel de hier ...

probing the brain in autism using fmri and diffusion tensor imaging

Nieuw opkomende theorieën suggereren dat de hersenen niet functioneren als een samenhangend geheel van autisme, en deze discrepantie wordt weerspiegeld in de gedragssymptomen weergegeven door mensen met autisme. Terwijl structurele neuroimaging bevindingen hebben meer inzicht in de hersenafwijkingen bij autisme, de consistentie van deze bevindingen is twijfelachtig. Functionele neuroimaging, aan de andere kant, is meer vruchtbaar in dit verband, want autisme is een aandoening van de dynamische bewerking en maakt het onderzoek van de communicatie tussen de corticale netwerken, die lijkt te zijn waar het onderliggende probleem zich voordoet bij autisme. Functionele connectiviteit wordt gedefinieerd als de tijdelijke correlatie van ruimtelijk gescheiden neurologische events1. Bevindingen uit een aantal recente fMRI-studies hebben gesteund het idee dat er zwakker is coördinatie tussen de verschillende delen van de hersenen die samen moeten werken om complexe sociale of taalproblemen 2,3,4,5,6 bereiken. Een van de mysteries van autisme is het naast elkaar bestaan ​​van tekorten in verschillende domeinen, samen met relatief intact, soms versterkt, vaardigheden. Dergelijke complexe manifestatie van autisme vraagt ​​om een ​​wereldwijde en brede onderzoek naar de aandoening op de neurale niveau. Een boeiende recente rekening van de hersenen functioneren in autisme, het corticale underconnectivity theorie, 2,7 biedt een kader voor het integreren van de neurobiologische basis van autisme. De corticale underconnectivity theorie van autisme suggereert dat elke taal, sociale of psychologische functie die afhankelijk is van de integratie van meerdere gebieden van de hersenen is gevoelig voor verstoring als de verwerking van de vraag toeneemt. In autisme, kan de underfunctioning van integratieve circuits in de hersenen veroorzaken wijdverbreide underconnectivity. Met andere woorden, mensen met autisme te interpreteren informatie stukje bij beetje ten koste van het geheel. Omdat corticale underconnectivity onder de hersenen gebieden, met name de frontale cortex en meer posterieure gebieden 3,6, is nu relatief goed ingeburgerd, kunnen we beginnen met de hersenen connectiviteit verder te begrijpen als een kritische component van autisme symptomatologie. Een logische volgende stap in deze richting is te onderzoeken of het anatomische verbindingen die kunnen bemiddelen de functionele verbindingen hierboven vermeld. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is een relatief nieuwe beeldvormende techniek die helpt sonde de diffusie van water in de hersenen om de integriteit van witte stof vezels af te leiden. In deze techniek wordt het water diffusie in de hersenen onderzocht in verschillende richtingen met behulp van diffusie gradiënten. Terwijl de functionele connectiviteit geeft informatie over de synchronisatie van hersenactiviteit tussen verschillende hersengebieden tijdens een taak of tijdens de rust, DTI helpt bij het begrijpen van de onderliggende axonale organisatie die de cross-talk kan vergemakkelijken tussen hersengebieden. Dit document zal beschrijven deze technieken als waardevolle hulpmiddelen bij het begrijpen van de hersenen bij autisme en de uitdagingen die betrokken zijn in deze lijn van onderzoek.

Watch this Scientific Journal Video about Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging at JoVE.com

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Neuroimaging technieken, zoals functionele MRI en Diffusion Tensor Imaging worden steeds nuttig in het karakteriseren van de cognitieve en neurale stoornissen bij autisme. Een onderzoek van de hersenen connectiviteit bij autisme op een netwerk niveau, samen met aanpassingen voor het scannen van kinderen met ontwikkelingsstoornissen wordt gepresenteerd.

Onderzoek naar de hersenen bij autisme Met behulp van fMRI en Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Magnetic Resonance Afgeleide myocard Strain Assessment Met behulp van functie Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

A Strategy to Identify de Novo Mutations in Common Disorders such as Autism and Schizophrenia

Een strategie om de Novo Mutaties Leg in voorkomende aandoeningen zoals autisme en schizofrenie

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, ...

MRI-guided Disruption of the Blood-brain Barrier using Transcranial Focused Ultrasound in a Rat Model

MRI-geleide Verstoring van de bloed-hersen barrière met behulp van Transcraniële Focused Ultrasound in een ratmodel

Focused ultrasound (FUS) disruption of the blood-brain barrier (BBB) is an increasingly investigated technique for circumventing the BBB1-5. The BBB is a ...

Eye Tracking Young Children with Autism

Eye Tracking jonge kinderen met autisme

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a ...

The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Het gebruik van Farmacologische fMRI-uitdaging in de Pre-klinisch onderzoek: Toepassing op de 5-HT-systeem

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in de analyse van neurodegeneratieve ziekten

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

MRI en PET in muismodellen van myocardinfarct

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

In Vivo Optical Imaging of Brain Tumors and Arthritis Using Fluorescent SapC-DOPS Nanovesicles

In vivo optische beeldvorming van hersentumoren en artritis met fluorescerende SAPC-DOPS nanovesicles

We describe a multi-angle rotational optical imaging (MAROI) system for in vivo monitoring of physiopathological processes labeled with a fluorescent ...

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Het volgen van de Mammary architectonische kenmerken en het opsporen van borstkanker met Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

Met behulp van Saccadometry met Deep Brain Stimulation voor normale en pathologische hersenfunctie Studie

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...