معلومة

سياسات التسجيل في التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي

سياسات التسجيل في التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

افترض أن المناطق الموجودة في دماغ شخص واحد والتي تشارك في حل مهمة ما من المفترض أن يتم تصورها باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي. لا يجب أن تهم ديناميكيات عملية حل المهام (ما هي المناطق النشطة أولاً ، وأيها ثانيًا؟).

كيف ، أي سياسة ، يتم جمع البيانات لإعطاء الصورة النهائية؟

أعتقد أنني فهمت أنه يتم جمع البيانات لكل شريحة (بسماكة بعض المليمترات) ومعالجتها لاحقًا لإعطاء الصورة النهائية.

من أجل الوضوح ، دع $ T $ هو الوقت الإجمالي الذي يستغرقه إكمال المهمة (على سبيل المثال ، 10 ثوانٍ). لنفترض أن $ t $ هو الوقت المستغرق لأخذ بيانات BOLD لشريحة واحدة في نفس الوقت (على سبيل المثال 100 مللي ثانية). لنفترض أن $ N $ هو عدد الشرائح المراد تسجيلها (مثل 20). لنفترض أن $ n $ هو أقل عدد من التسجيلات لشريحة واحدة ضرورية للتحليل الإحصائي ($ n =؟ $). لذلك هناك تسجيلات $ N n $ للشرائح اللازمة والتي تستغرق $ N n t $ ميلي ثانية ، إذا كان من الممكن تسجيل شريحة واحدة فقط في وقت واحد. إذا كانت $ T $ قصيرة جدًا ، فسيتعين تكرار التجربة $ N n t / T $ مرة للحصول على جميع تسجيلات شريحة $ N n $ المطلوبة.

إذا أمكن تسجيل شرائح $ m $ في آنٍ واحد ، فسيكون تنفيذ التجربة مرة واحدة كافياً ، عند $ m> N n t / T $.

على أي حال: بأي ترتيب يتم اختيار الشرائح المراد تسجيلها (في حالة تعذر تسجيلها كلها مرة واحدة)؟

السياسات الممكنة:

  1. دائمًا من أعلى إلى أسفل (على طول المحور z) في الوقت المناسب $ T $؟

  2. بشكل متكرر من أعلى إلى أسفل في بعض الأوقات $ T '= T / k

  3. بالتناوب بين من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى في التجارب المتكررة؟

  4. بترتيب عشوائي؟

  5. بترتيب علم بمعرفة مراحل المهمة (عندما تكون الشرائح المختلفة نشطة بشكل أساسي في أوقات مختلفة أثناء المهمة)

أم أن صورتي لعملية التسجيل كلها ساذجة للغاية؟ أم أن السؤال لا معنى له إلى حد ما (لأسباب لا أراها ، لكني أرغب في التعرف عليها)؟


إذا كنت أتذكر بشكل صحيح ، في BOLD fMRI ، عادةً ما يتم استخدام تسلسل تصوير مستوي الصدى (EPI). في مثال واحد:

تم الحصول على 44 شريحة ، كل 3 ثوان ، 96 مرة على التوالي ، مما أدى إلى إجمالي عدد 4224 صورة تم الحصول عليها في 4 دقائق و 48 ثانية.

- https://www.imagilys.com/functional-MRI-fMRI/

يمكنك قراءة المزيد عن برنامج التحصين الموسع هنا. أعتقد أنك ستجد النمط المتعرج في هذا الرابط مثيرًا للاهتمام. راجع أيضًا هذا الرابط للحصول على وصف لبرنامج EPI.

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بطيء وله دقة زمنية منخفضة ، لأن إعادة الدورة الدموية للدم تبلغ حوالي 6 ثوانٍ. ربما يكون هذا عاملاً مقيدًا للرنين المغناطيسي الوظيفي ، وهذا هو سبب وجود حد لتحسين التسلسلات. ومع ذلك ، فإن أحد التأثيرات الحقيقية للتسلسلات الأسرع هو التقاط آثار حركة الرأس بشكل أكثر دقة. يتم استخدام تسلسلات أخرى في التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحي ، مثل FLAIR.


التصوير العصبي الوظيفي

التصوير العصبي الوظيفي هو استخدام تقنية التصوير العصبي لقياس جانب من وظائف الدماغ ، غالبًا بهدف فهم العلاقة بين النشاط في مناطق دماغية معينة ووظائف عقلية محددة. يتم استخدامه بشكل أساسي كأداة بحث في علم الأعصاب الإدراكي وعلم النفس المعرفي وعلم النفس العصبي وعلم الأعصاب الاجتماعي.


توصيف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لهجوم الذعر الناجم عن CCK-4 والقلق الاستباقي اللاحق

كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو دراسة العلامات الوظيفية للاستجابة السريرية لرباعي ببتيد الكوليسيستوكينين (CCK-4). تم تحدي 12 من الذكور الأصحاء باستخدام CCK-4 وخضعوا في نفس الوقت لتسجيل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). نظرًا لأن القلق الاستباقي (AA) هو جزء جوهري من اضطراب الهلع ، فقد تم تطوير نموذج سلوكي ، باستخدام التهديد بإعطاء حقنة ثانية من CCK-4 ، للتحقيق في AA المستحثة. تتكون الدراسة من ثلاثة فحوصات بالرنين المغناطيسي الوظيفي وفقًا لتصميم مفتوح. أثناء الفحص الأول والثاني ، تم حقن الأشخاص بدواء وهمي و CCK-4 على التوالي. المسح الثالث كان تحدي AA. تسببت إدارة CCK-4 في ظهور أعراض نفسية وفسيولوجية للقلق استوفت معايير نوبة الهلع في 8 أشخاص ، بالإضافة إلى التنشيط الدماغي في مناطق الدماغ المرتبطة بالقلق. كانت شدة الاستجابة السريرية والفسيولوجية متوافقة مع مدى النشاط الدماغي وقوته. أثبت الرنين المغناطيسي الوظيفي أنه أكثر حساسية من التقييم السريري في إثبات تأثيرات تحدي AA. تسبب هذا الأخير في تنشيط الدماغ ، والذي يختلف عن ذلك الذي تم الحصول عليه في CCK-4 وأثناء الحقن الوهمي ، والذي من المحتمل أن يكون مرتبطًا بالقلق. الطريقة المطبقة في هذه الدراسة مناسبة لدراسة القلق باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي.


يقول العلماء: التصوير بالرنين المغناطيسي

هذه صورة بالرنين المغناطيسي لداخل رأس شخص و rsquos. يمكن أن يظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الدماغ بتفاصيل جميلة.

شارك هذا:

التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي) (اسم ، "Mag-NEH-tik rez-uh-nunce IM-udj-ing")

هذه تقنية يستخدمها العلماء لإنشاء خرائط مفصلة للغاية للجسم.

جسمك مليء بالماء. يتكون كل جزيء منه من أكسجين واحد ذرة واثنين من ذرات الهيدروجين. الهيدروجين له واحد فقط بروتون، وهذا البروتون له شحنة موجبة. يطبق التصوير بالرنين المغناطيسي مجالًا مغناطيسيًا قويًا على بروتونات ذرات الهيدروجين. هذا يجعل بروتونات ذرة الهيدروجين تدور في اتجاه يحاذيها مع المجال المغناطيسي. بعد ذلك ، تقوم آلة التصوير بتطبيق موجة راديوية في مجال عمودي - واحد بمقدار 90 درجة عن الحقل الأول. هذا يجعل ذرات الهيدروجين تميل إلى الجانب. عند إزالة الحقل الثاني ، تعود البروتونات إلى المحاذاة مع الحقل القوي الأول. عندما يتراجعون ، يطلقون الطاقة أيضًا. يمكن لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي قياس هذه الطاقة لتحديد نوع الأنسجة التي توجد بها جزيئات الماء ، من الدماغ إلى الكبد إلى العظام. تسمح حساسية التصوير بالرنين المغناطيسي للعلماء بإنشاء خرائط محددة جدًا لجسم الإنسان.

المعلمين وأولياء الأمور ، اشترك في ورقة الغش

تحديثات أسبوعية لمساعدتك في الاستخدام أخبار العلوم للطلاب في بيئة التعلم

هناك أيضًا نوع من التصوير بالرنين المغناطيسي يسمى وظيفي التصوير بالرنين المغناطيسي أو الرنين المغناطيسي الوظيفي. غالبًا ما يستخدمه الأطباء لدراسة الدماغ. عندما يكون جزء من دماغك نشطًا جدًا ، سيتدفق المزيد من الدم لتزويده بالطاقة. الدم القادم يحتوي على الأكسجين. يرسل المزيد من الدم المتدفق إلى منطقة من الدماغ إشارات مختلفة عن تلك التي تستقبل الأنسجة التدفق الطبيعي للدم. يمكن لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي اكتشاف هذا الاختلاف وتحديد مكانه. يمكن للعلماء مقارنة نفس منطقة الدماغ عندما لا يقوم الشخص بأي شيء ، ومرة ​​أخرى عندما يقوم الشخص بمهمة ، لمعرفة كيف يتغير تدفق الدم - والنشاط - في تلك المنطقة من الدماغ.

في جملة

يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي للعديد من الأشياء ، بدءًا من دراسة شيخوخة الدماغ إلى معرفة كيفية تكسير مفاصل الأصابع.

كلمات القوة

(لمزيد من المعلومات حول Power Words ، انقر هنا)

مسح عقلي استخدام تقنية التصوير ، عادةً باستخدام الأشعة السينية أو جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (أو التصوير بالرنين المغناطيسي) ، لعرض الهياكل داخل الدماغ. باستخدام تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي - خاصة النوع المعروف باسم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (أو الرنين المغناطيسي الوظيفي) - يمكن مشاهدة نشاط مناطق الدماغ المختلفة أثناء حدث ما ، مثل مشاهدة الصور أو المبالغ الحاسوبية أو الاستماع إلى الموسيقى.

الرنين المغناطيسي الوظيفي (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي) نوع خاص من الآلات المستخدمة لدراسة نشاط الدماغ. يستخدم مجال مغناطيسي قوي لمراقبة تدفق الدم في الدماغ. يمكن لتتبع حركة الدم أن يخبر الباحثين عن مناطق الدماغ النشطة. (انظر أيضًا التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير بالرنين المغناطيسي)

مغناطيس مادة تحتوي عادة على الحديد ويتم ترتيب ذراتها بحيث تجذب معادن معينة.

حقل مغناطيسي منطقة تأثير ناتجة عن مواد معينة تسمى المغناطيس أو حركة الشحنات الكهربائية.

التصوير بالرنين المغناطيسي (مري) تقنية تصوير لتصور الأعضاء الداخلية اللينة ، مثل الدماغ والعضلات والقلب والأورام السرطانية. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي مجالات مغناطيسية قوية لتسجيل نشاط الذرات الفردية.

مركب مجموعة ذرات متعادلة كهربائيًا تمثل أصغر كمية ممكنة من مركب كيميائي. يمكن أن تتكون الجزيئات من أنواع مفردة من الذرات أو من أنواع مختلفة. على سبيل المثال ، يتكون الأكسجين الموجود في الهواء من ذرتين من الأكسجين (O2) ، لكن الماء يتكون من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة (H2O).

موجات الراديو الموجات الموجودة في جزء من الطيف الكهرومغناطيسي هي نوع يستخدمه الناس الآن للاتصالات بعيدة المدى. أطول من موجات الضوء المرئي ، تُستخدم موجات الراديو لنقل إشارات الراديو والتلفزيون ، كما تُستخدم في الرادار.

حول بيثاني بروكشاير

كان بيثاني بروكشاير كاتبًا قديمًا في أخبار العلوم للطلاب. هي حاصلة على دكتوراه. في علم وظائف الأعضاء وعلم الصيدلة ويحب أن يكتب عن علم الأعصاب وعلم الأحياء والمناخ وأكثر من ذلك. إنها تعتقد أن Porgs هي من الأنواع الغازية.

موارد الفصل الدراسي لهذه المقالة مزيد من المعلومات

تتوفر موارد المعلم المجانية لهذه المقالة. سجل للوصول:


قد يوفر التكامل لقطة زمانية مكانية للدماغ

كليفلاند كلينك هي مركز طبي أكاديمي غير هادف للربح. يساعد الإعلان على موقعنا في دعم مهمتنا. نحن لا نؤيد سياسة المنتجات أو الخدمات التي لا تتبع كليفلاند كلينك

يسمح استخدام تخطيط كهربية فروة الرأس (EEG) بالتزامن مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) بقياس نشاط الدماغ الكهربائي في ارتباط مع استجابة الدورة الدموية في الدماغ. تُعرف هذه التقنية غير الغازية للتصوير العصبي متعدد الوسائط المعروفة باسم الرنين المغناطيسي الوظيفي المرتبط بـ EEG ، أو ببساطة EEG / fMRI ، في مركز الصرع في كليفلاند كلينك في محاولة لفهم الآليات الفيزيولوجية المرضية وأنماط أنشطة الصرع ، لا سيما مولدات الإفرازات بين النشبات (المسامير). .

كليفلاند كلينك هي واحدة من المراكز السريرية القليلة في الولايات المتحدة التي تستخدم EEG / fMRI ، والتي تعمل حاليًا كأداة بحثية في دراسة مناطق الدماغ المعنية في وقت نشاط الصرع.

في نهاية المطاف ، قد يصبح مخطط كهربية الدماغ / الرنين المغناطيسي الوظيفي ذا قيمة سريرية كأداة متعددة الوسائط لتقييم الأفراد المصابين بالصرع ، بما في ذلك المرضى الذين يصعب السيطرة على نوباتهم بالأدوية والذين يمثل تحديد تركيز النوبات عليهم أمرًا صعبًا. قد يؤدي تحديد مناطق الدماغ التي تظهر تغيرات في نشاط الخلايا العصبية أثناء الارتفاعات النشبية من خلال استخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي إلى تعزيز تقييم المرشحين الجراحيين يومًا ما وقد يساعد في توجيه الاستراتيجيات الجراحية في المرضى الذين يعانون من نوبات صرعية.

تمت الموافقة على البرنامج المستخدم لتنفيذ EEG و fMRI في وقت واحد من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لتطبيقات البحث. تتمتع كليفلاند كلينك بمكانة فريدة للتحقق من صحة الاستخدام السريري لـ EEG / fMRI بسبب الحجم الكبير من التقييمات والعمليات الجراحية التي تجريها في المرضى الذين يعانون من نوبات صرعية مقاومة للأدوية.

لقطة زمانية مكانية لنشاط الدماغ

قد يوفر دمج البيانات التي تم الحصول عليها من EEG / fMRI لقطة زمنية مكانية لنشاط الدماغ غير متوفر من خلال أي من الطريقتين فقط (انظر الأشكال).

الشكل 1. تم الكشف عن رسم تخطيطي للتنشيط القشري مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي داخل الفص الجبهي القاعدي الأيسر والجزيرة الأمامية. يتم تثبيت مجالات الاهتمام على الصور السهمية والمحورية للتصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي للمريض. يشير اللون الأحمر إلى التنشيط يشير اللون الأخضر إلى التعطيل.

رسم توضيحي تخطيطي لارتفاع مخطط كهربية الدماغ يتضمن في الغالب تسجيل أقطاب كهربية الدماغ من المناطق الأمامية اليسرى والوسطى لدماغ المريض. أثناء تسجيل EEG / fMRI المسجل في وقت واحد ، يتم البحث عن الارتباط بين وقت ارتفاع EEG ونمط تنشيط الدماغ.

مع EEG ، الدقة الزمنية ممتازة لأنها تقيس النشاط الكهربائي في الدماغ مباشرة ، لكن الدقة المكانية ضعيفة. لذلك ، فإن دقة EEG في توطين مصدر الخلايا العصبية من قياسات الفولتية في فروة الرأس محدودة. في المقابل ، يكون التوطين المكاني لنشاط الدماغ أفضل بكثير مع الرنين المغناطيسي الوظيفي ، لكن الدقة الزمنية ضعيفة. يقيس التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي نشاط الدماغ عن طريق الكشف عن التغيرات المصاحبة في تدفق الدم. هذه الأشكال المختلفة تجعل الطريقتين مكملتين لقياس وظائف الدماغ.

باستخدام EEG / fMRI ، يتم توصيل أقطاب EEG المتوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي برأس المريض خارج ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي. بمجرد دخول المريض إلى الماسح الضوئي ، يتم توصيل هذه الأقطاب الكهربائية بمكبر للصوت في جناح التصوير بالرنين المغناطيسي وجهاز كمبيوتر تسجيل خارج غرفة الماسح الضوئي باستخدام كابل ألياف بصرية. يساعد هذا التكوين على ضمان سلامة المريض أثناء الحصول على دراسة EEG / fMRI.

نظرًا لأنه يجب وضع المرضى داخل الماسح لهذا الإجراء ، فإن مدة التسجيل محدودة بحوالي ساعة واحدة ، لذا فإن التقاط النشاط أثناء النوبة الفعلية أمر نادر الحدوث. عادة ما تكون هذه المدة كافية ، مع ذلك ، لالتقاط العديد من نوبات الصرع وتسجيل توقيت هذه الأنشطة.

يسمح الحصول على البيانات المتزامنة باستخدام EEG و fMRI بقياس مستويات الأكسجين في الدم في مناطق معينة من الدماغ لربطها بنشاط الارتفاع ، مما يوفر دليلًا على أصل ونمط انتشار كل ارتفاع. يشار إلى الاستجابة الديناميكية الدموية في الدماغ بالتأثير المعتمد على مستوى الدم والأكسجين (BOLD). توفر النتوءات المتعددة التي تنشأ من نفس منطقة الدماغ معلومات توطين مهمة وتمثل مؤشرًا قويًا على أن الصرع محوري ويمكن أن يخضع للعلاج الجراحي.

تم الحصول على بيانات EEG الخام في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 3T Siemens قبل إزالة القطع الأثرية. تُظهر بيانات EEG بعد إزالة القطع الأثرية نشاطًا طبيعيًا للدماغ أثناء اليقظة جنبًا إلى جنب مع إمكانات حركة العين ، والتي يتم توزيعها ، كما هو متوقع ، على معظم أقطاب EEG الأمامية الأمامية.

تنظيف القطع الأثرية للإشارة

بيئة تسجيل مخطط كهربية الدماغ في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي صاخبة كهرومغناطيسيًا بسبب التأثيرات الاستقرائية لمجالات التدرج المغناطيسي للتبديل القوي. يمكن إزالة القطع الأثرية من تسجيل EEG من خلال عدة طرق تستخدم برنامجًا لتصفية الإشارة أو تنظيفها (انظر الأشكال). تتم مراجعة تتبع EEG المصحح المصحح لتحديد التوقيت الدقيق لارتفاعات الصرع. ثم يتم ربط التوقيت بالتغيرات في إشارة fMRI BOLD ، والتي تقيس استجابة الدورة الدموية المقابلة.

أظهرت الدراسات التي أجريت على طفرات الصرع البؤرية التي تسببها أنواع مختلفة من أمراض الدماغ عمليات تنشيط موثوقة في إشارة fMRI BOLD داخل الموقع المتوقع لتركيز الصرع. بالإضافة إلى ذلك ، تكشف هذه الدراسات عن مناطق التنشيط والتعطيل في مواقع بعيدة عن التركيز المرضي ، وبالتالي تقدم لمحة فريدة عن الشبكات الأساسية لنشاط الدماغ. تعد أهمية الاستجابات البعيدة في دراسة اتصال الدماغ وشبكات الصرع المرضية إحدى القضايا قيد البحث النشط في مركز الصرع في كليفلاند كلينيك.

تم تسجيل استجابة BOLD خلال جلسة EEG / fMRI. في وقت طفرات الصرع بين النشبات ، أظهرت الجزيرة الأمامية اليسرى نشاطًا قشريًا بارزًا (دائرة) ، مما أدى إلى تحديد الأصل الأيضي للمسامير. من المتوقع حدوث تغييرات BOLD الخلفية في بعض المرضى الذين يخضعون لـ EEG / fMRI ولا ترتبط مباشرة بأصل صرع المريض. تم تسجيل مخطط كهربية الدماغ في وقت واحد مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، مع إزالة القطع الأثرية في وضع عدم الاتصال. يتم تسجيل أقطاب مخطط كهربية الدماغ في الغالب من المنطقة الزمنية اليسرى لدماغ المريض ، بما يتوافق مع التنشيط القشري الذي يظهره التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.

الدكتور أليكسوبولوس طبيب أعصاب في كليفلاند كلينيك ومركز الصرع # 8217s. اهتماماته المتخصصة هي صرع البالغين وكبار السن ، ومظاهر النوبات ، والعلاج الطبي والجراحي لاضطرابات النوبات ، والفسيولوجيا العصبية السريرية ، وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) ، وتخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) ، وتخطيط الدماغ بالفيديو ، وجراحة الصرع ، والتحقيقات غير الغازية متعددة الوسائط في المرضى الذين يعانون من الصرع ، والوظائف التصوير بالرنين المغناطيسي (fMRI) ، EEG / التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، مراقبة EEG داخل الجمجمة للتقييم قبل الجراحة ، التحفيز العصبي ، التطورات في التشخيص غير الجراحي وإدارة مرضى الصرع.

الدكتور نجم هو مدير مركز الصرع. تتركز اهتماماته المتخصصة في الإدارة الطبية والجراحية لصرع البالغين وكبار السن ، وتشوهات خلل التنسج القشري ، والآليات الأساسية للصرع ، والصرع التالي للرضح.


أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي مصممة لحدود دفع للتصوير العصبي

يمكن أن يكون الكهف المظلمة والمضطربة لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي مكانًا منعزلاً. كيف يمكن للعلماء المهتمين بالنشاط العصبي الكامن وراء التفاعلات الاجتماعية أن يلتقطوا دماغًا متفاعلًا ومتحدثًا بينما مالكه منعزل جدًا؟ يقدم فريقان بحثيان حلاً مثيرًا للفضول: الضغط على شخصين في ماسح ضوئي واحد.

يجري تطوير أحد إعدادات التصوير بالرنين المغناطيسي بتمويل جديد من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF) ، وخضع الآخر لاختبارات أولية موصوفة في نسخة أولية الشهر الماضي. لم تثبت هذه التصميمات بعد أن مردودها العلمي يبرر تكلفتها وتعقيدها ، بالإضافة إلى مطلب أن يتحمل شخصان عناقًا مقيدًا تقريبًا ، في بعض الحالات لمدة ساعة واحدة أو أكثر. لكن المجموعتين تأملان في فتح طرق جديدة لدراسة كيفية تبادل العقول للإشارات الاجتماعية والعاطفية الدقيقة المرتبطة بتعابير الوجه والتواصل البصري واللمس الجسدي. يقول وينريش فريوالد ، عالم الأعصاب في جامعة روكفلر ، إن الأداة يمكن أن "توسع نطاق التحقيقات الممكنة بشكل كبير". "هذا مثير حقًا."

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) ، الذي يقيس أكسجة الدم لتقدير النشاط العصبي ، هو بالفعل أداة شائعة لدراسة العمليات الاجتماعية. ولكن بالمقارنة مع التفاعل الاجتماعي الحقيقي ، فإن هذه التجارب "مختصرة ومصطنعة" ، كما يقول لوري نومينما ، عالِم الأعصاب بجامعة توركو في فنلندا. غالبًا ما ينظر المشاركون إلى الصور الثابتة للوجوه أو يستمعون إلى تسجيلات الكلام أثناء الاستلقاء في الماسح الضوئي. لكن لا يمكن للصور أن تُظهر التدفق الخفي للعواطف عبر وجوه الأشخاص ، والتسجيلات لا تسمح بالمحادثة الحقيقية والعطاء.

لذلك قام الباحثون بصياغة لقاءات في الوقت الحقيقي في الماسح الضوئي. في عام 2002 ، نشر عالم الأعصاب ريد مونتاج وزملاؤه في كلية بايلور للطب أول دراسات عديدة تسجل في وقت واحد من أشخاص في أجهزة تصوير بالرنين المغناطيسي منفصلة ومتصلة. يمكن للنهج أن يلتقط النشاط العصبي عندما يلعب الأشخاص لعبة عبر الإنترنت أو يتواصلون من خلال تغذية صوتية أو فيديو.

حتى مع هذا النهج ، "هناك قدر هائل من المعلومات الشخصية التي تمت تصفيتها" ، كما يقول راي لي ، عالم الأعصاب وعالم فيزياء التصوير بالرنين المغناطيسي في جامعة كولومبيا. لذلك على مدار العقد الماضي ، كان يعمل على تحسين إعداد الرنين المغناطيسي الوظيفي لمدة عامين. يتطلب زوجًا متخصصًا من لفائف الرأس التي تسمح للباحثين بقراءة إشارات منفصلة من دماغين متجاورين. تحيط هذه الملفات المعدنية التي تشبه cagelike رؤوس المشاركين وهم مستلقون على جوانبهم وأرجلهم ملامسة لمغناطيس التصوير بالرنين المغناطيسي ويحدقون في بعضهم البعض من خلال النافذة. في عام 2012 ، أثناء وجوده في جامعة برينستون ، نشر لي وزملاؤه الورقة الأولى على الجهاز ، والتي يقدر أنها ستكلف 200 ألف دولار لتقديمها إلى مختبر آخر.

يمكن للباحثين فصل الإشارات من الأدمغة المجاورة لتوثيق المناطق النشطة بينما يقوم شخصان بالتواصل البصري.

يستخدم ماسح الرنين المغناطيسي الوظيفي الثاني لشخصين ، والذي طوره نومينما وزملاؤه في مختبر عالمة الأعصاب ريتا هاري في جامعة آلتو في فنلندا ، نوعًا وشكلًا مختلفين من لفائف الرأس ، لكنه يضع المشاركين في نفس وضع الاحتضان. (جرب الفريق وضعًا أقل حميمية يشبه أبو الهول: البطون لأسفل ، وجهاً لوجه. لكنه كان "سيئًا جدًا للرقبة" ، يلاحظ هاري).

في 10 كانون الأول (ديسمبر) 2019 ، يصف الفريق اختبارًا مبكرًا للتقنية: تسجيل النشاط العصبي بينما يتناوب أزواج من الأصدقاء أو الشركاء الحميمين على التنصت على الشفاه. من خلال هذه المهمة ، يمكن للباحثين التحقق من أن الماسح الضوئي قد التقط نشاطًا دماغيًا يتوافق مع كل من لمسة الصنابير ورؤية إصبع النقر - جنبًا إلى جنب مع صوت التعليمات المسجلة.

الأسئلة البحثية الأولى التي طرحها لي هي أيضًا بسيطة نسبيًا: كيف يختلف نشاط الدماغ في الماسح المشترك عن النشاط أثناء اتصال الفيديو عن بُعد؟ ما هي شبكات الدماغ التي تضيء عندما يقوم الناس بالاتصال بالعين؟ لا يزال يقوم بتحليل البيانات وتقديم المنشورات من إعداده لعام 2012 ، ولكن في خريف عام 2019 ، تلقى فريقه ما يقرب من مليون دولار من NSF لتصميم ملف بجودة إشارة محسنة ومسح المزيد من الأدمغة.

تقول إيلين كاربنتر ، عالمة الأعصاب ومديرة البرامج في NSF: "إذا تمكن راي من تشغيل هذا النظام ... فلديه مجال كبير للنمو". يمكن للدراسات المستقبلية ، على سبيل المثال ، أن تلاحظ الدماغ أثناء التقاط الإشارات الاجتماعية ويقرر متى وكيف ينقل التعاطف إلى رفيق الماسح الضوئي ، كما تقول.

بالطبع ، يمكن للباحثين بالفعل مراقبة الأدمغة الاجتماعية عن طريق تصويرها واحدة تلو الأخرى. يمكن للشخص الذي يتم مسحه ضوئيًا التحدث مع شخص أو حتى لمسه مباشرة خارج الماسح. "هل تكسب حقًا شيئًا من الملاحظة في الوقت الفعلي كيف يتغير النشاط في الدماغين؟" يتساءل فرايوالد. تتمثل إحدى المشكلات في أن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بطيء. التغييرات في الأكسجين في الدم التي يقيسها تحدث على مقياس الثواني ، مما يعني أنه في بعض الحالات ، يمكن للعلاقة الدقيقة بين توقيت إطلاق العصب في الدماغين أن تستعصي على الماسح الضوئي.

يقول آخرون إن إعداد التصوير بالرنين المغناطيسي المريح نفسه يمكن أن يحد من البحث. يقول أوري هسون ، عالم الأعصاب في جامعة برينستون: "هذا أكثر من مجرد وجهاً لوجه". "أنت تكذب بجانب أشخاص معينين جدًا في حياتك." مع أشخاص آخرين ، يمكن أن تشعر التجربة بالتهديد. "هل سبق لك أن وقفت أمام شخص غريب على بعد 3 بوصات من أنفه؟ يقول مونتاج ، الذي يعمل حاليًا في معهد فيرجينيا للفنون التطبيقية وجامعة الولاية ، "ربما ليس عن قصد". يقول عن النهج: "لا أعرف إلى أين يتجه". "من ناحية أخرى ، أنا من أشد المؤيدين للمنشق المنشق الذي [يفعل] ما يريدون القيام به."

على الرغم من قيودها ، يعتقد لي أن أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي لشخصين ستلتقط جوانب من الأدمغة الاجتماعية التي طالما تجاهلها التصوير العصبي. يخطط للنظر في الاختلافات في ديناميكيات الدماغ لدى الأطفال المصابين بالتوحد وغير المصابين بالتوحد أثناء قيامهم بالاتصال بالعين والتفاعل مع أحد الوالدين في الماسح الضوئي. يتوقع أن ينزلق رعاياه الأولون معًا في المغناطيس بحلول الخريف.


المرافق والقدرات

يتميز المركز بقدرته الفريدة على التقاط التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وتسجيل النشاط الكهربائي للدماغ وتتبع حركة العين. يمكن أن يوفر هذا المزيج من معدات التصوير الدماغي والتقييم المعرفي نتائج رائدة حول تأثير وظائف الدماغ على السلوك والأداء.


سياسات التسجيل في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي - علم الأحياء

يقوم EEG و PET و MRI و fMRI بفحص الدماغ من خلال مجموعة متنوعة من الأساليب ولديها درجات متفاوتة من الخصوصية والتدخل.

أهداف التعلم

قارن بين الطرق التي يمكن للباحثين استخدامها لتصوير الدماغ

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • يتضمن التصوير العصبي ، أو مسح الدماغ ، استخدام تقنيات مختلفة لتصوير بنية الدماغ أو وظيفته أو علم العقاقير بشكل مباشر أو غير مباشر.
  • ينقسم التصوير العصبي إلى فئتين رئيسيتين: التصوير الهيكلي والتصوير الوظيفي.
  • يستخدم تخطيط كهربية الدماغ (EEG) لإظهار نشاط الدماغ في ظل حالات نفسية معينة ، مثل اليقظة أو النعاس.
  • تُظهر فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) عمليات الدماغ باستخدام سكر الجلوكوز في الدماغ لتوضيح مكان إطلاق الخلايا العصبية.
  • تستخدم فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) موجات الصدى للتمييز بين المادة الرمادية والمادة البيضاء والسائل النخاعي.
  • التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) عبارة عن سلسلة من التصوير بالرنين المغناطيسي لقياس وظائف المخ عبر جهاز كمبيوتر ومجموعة من الصور المتعددة التي تم التقاطها في أقل من ثانية.

الشروط الاساسية

  • التوصيل: قدرة المادة على توصيل الكهرباء أو الحرارة أو السوائل أو الصوت.
  • حقل مغناطيسي: حالة في الفضاء حول المغناطيس أو التيار الكهربائي حيث توجد قوة مغناطيسية قابلة للاكتشاف ويوجد قطبان مغناطيسيان.

يشمل التصوير العصبي ، أو مسح الدماغ ، استخدام تقنيات مختلفة لتصوير بنية الدماغ أو وظيفته أو علم العقاقير بشكل مباشر أو غير مباشر. إنه تخصص جديد نسبيًا في الطب وعلم الأعصاب وعلم النفس. يُعرف الأطباء المتخصصون في أداء وتفسير التصوير العصبي في البيئة السريرية باسم أخصائيي الأشعة العصبية.

ينقسم التصوير العصبي إلى فئتين رئيسيتين:

  1. التصوير الهيكلي ، الذي يتعامل مع بنية الدماغ وتشخيص المرض داخل الجمجمة على نطاق واسع (مثل الورم) ، وكذلك الإصابة.
  2. التصوير الوظيفي ، والذي يستخدم لتشخيص الأمراض والآفات الأيضية على نطاق أدق (مثل مرض الزهايمر ومرض # 8217) ، وكذلك لأبحاث علم النفس العصبي والمعرفي. يسمح التصوير الوظيفي للدماغ & # 8217s أن يتم تصور معالجة المعلومات بشكل مباشر ، لأن النشاط في المنطقة المعنية من الدماغ يزيد من عملية التمثيل الغذائي و & # 8220 يضيء & # 8221 في الفحص.

أربعة من أكثر أنواع فحوصات الدماغ شيوعًا هي EEG و PET و MRI و fMRI.

تخطيط كهربية الدماغ (EEG)

يستخدم تخطيط كهربية الدماغ (EEG) لإظهار نشاط الدماغ في بعض الحالات النفسية ، مثل اليقظة أو النعاس. إنه مفيد في تشخيص النوبات والمشاكل الطبية الأخرى التي تنطوي على زيادة أو نقص في النشاط في أجزاء معينة من الدماغ.

للتحضير لمخطط كهربية الدماغ ، يتم وضع أقطاب كهربائية على الوجه وفروة الرأس. بعد وضع كل قطب في الموضع الصحيح ، يمكن قياس الجهد الكهربائي لكل قطب. وفقًا لحالة الشخص & # 8217s (الاستيقاظ ، والنوم ، وما إلى ذلك) ، يختلف كل من تردد وشكل إشارة EEG. يُظهر المرضى الذين يعانون من الصرع زيادة في اتساع إطلاق النار المرئي في سجل EEG. عيب مخطط كهربية الدماغ هو أن التوصيل الكهربائي - وبالتالي الجهد الكهربائي المقاس - قد يختلف بشكل كبير من شخص لآخر وأيضًا بمرور الوقت ، بسبب التوصيلات الطبيعية للأنسجة الأخرى مثل مادة الدماغ والدم والعظام. لهذا السبب ، يكون من غير الواضح في بعض الأحيان بالضبط أي منطقة من الدماغ ترسل إشارة.

تسجيل EEG: للتحضير لـ EEG ، يتم وضع أقطاب كهربائية على الوجه وفروة الرأس.

التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)

تقيس فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) مستويات سكر الجلوكوز في الدماغ من أجل توضيح مكان إطلاق الأعصاب. يعمل هذا لأن الخلايا العصبية النشطة تستخدم الجلوكوز كوقود. كجزء من الفحص ، يتم حقن مادة تتبع مرتبطة بالنظائر المشعة في الدم. عندما تصبح أجزاء من الدماغ نشطة ، يتم إرسال الدم (الذي يحتوي على المقتفي) لتوصيل الأكسجين. يؤدي هذا إلى إنشاء نقاط مرئية ، يتم التقاطها بعد ذلك بواسطة أجهزة الكشف واستخدامها لإنشاء صورة فيديو للدماغ أثناء أداء مهمة معينة. ومع ذلك ، مع التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، يمكننا فقط تحديد مناطق نشاط الدماغ العامة وليس مواقع محددة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني مكلفة وغازية ، مما يجعل استخدامها محدودًا. ومع ذلك ، يمكن استخدامها في بعض أشكال التشخيص الطبي ، بما في ذلك مرض الزهايمر & # 8217s.

ماسح PET: هذه صورة لماسح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني من الخارج ، وتوجد كاشفات الإشعاع أسفل لوحة التغطية.

التصوير بالرنين المغناطيسي (مري)

التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) هما شكل من أشكال التصوير العصبي الأكثر فائدة بشكل مباشر في مجال علم النفس.

يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي مجالات مغناطيسية قوية لمحاذاة النوى الذرية الدوارة (عادة بروتونات الهيدروجين) داخل أنسجة الجسم ، ثم يزعج محور دوران هذه النوى ويلاحظ إشارة تردد الراديو المتولدة مع عودة النوى إلى حالتها الأساسية. من خلال هذه العملية ، يخلق التصوير بالرنين المغناطيسي صورة لبنية الدماغ. فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي غير جراحية ، وتشكل مخاطر صحية قليلة ، ويمكن استخدامها على الرضع وفي الرحم ، مما يوفر طريقة ثابتة للتصوير عبر طيف النمو. أحد العيوب هو أن المريض يجب أن يظل ساكناً لفترات طويلة من الزمن في مكان صاخب وضيق أثناء إجراء التصوير.

تصوير الدماغ بالرنين المغناطيسي: فحص الدماغ بالرنين المغناطيسي (في المستوى المحوري - أي التقطيع من الأمام إلى الخلف ومن جانب إلى جانب من خلال الرأس) يظهر ورم في المخ في أسفل اليمين.

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي هو سلسلة من التصوير بالرنين المغناطيسي الذي يقيس البنية والنشاط الوظيفي للدماغ من خلال تكييف الكمبيوتر لصور متعددة. على وجه التحديد ، يقيس التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تغيرات الإشارات في الدماغ التي تنتج عن تغير النشاط العصبي. في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، يمكن للمريض أداء مهام عقلية ويمكن اكتشاف منطقة العمل من خلال تدفق الدم من جزء من الدماغ إلى جزء آخر من خلال التقاط صور على بعد أقل من ثانية وإظهار مكان إضاءة الدماغ. & # 8221 على سبيل المثال ، عندما يعالج الشخص المعلومات المرئية ، يندفع الدم إلى الجزء الخلفي من الدماغ ، حيث يوجد الفص القذالي. تُمكِّن FMRIs من إظهار وقت حدوث الأشياء ، وكيف تتغير مناطق الدماغ مع التجربة ، ومناطق الدماغ التي تعمل معًا. لقد تم استخدامها لدراسة مجموعة واسعة من الظواهر النفسية ، بما في ذلك (على سبيل المثال لا الحصر) النشاط العصبي لقول كذبة ، والاختلافات بين المبتدئين والخبراء عند العزف على آلة موسيقية ، وما يحدث داخل رؤوسنا عندما حلم.

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للدماغ: مسح بالرنين المغناطيسي الوظيفي يظهر مناطق التنشيط (باللون البرتقالي) بما في ذلك القشرة البصرية الأولية.


سياسات التسجيل في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي - علم الأحياء

الهدف العام لمرفق التصوير بالرنين المغناطيسي هو توفير تصوير عالي الدقة / عالي الإنتاجية وتسلسل المعدات / النبض ، مما يوفر نسب إشارة إلى ضوضاء كافية (SNR) لتكون قادرة على اختبار عوامل التصوير بالرنين المغناطيسي الجديدة المستهدفة جزيئيًا. يعمل المغناطيس ذو المجال العالي عند 4.7 شدة مجال تسلا ، مما يوفر الإعداد الأمثل للصور على حد سواء T1 و T2 / T2 * استهداف مجسات التصوير. علاوة على ذلك ، يسهل المغناطيس التصوير التشريحي والوظيفي عالي الدقة لنماذج الفئران المختلفة لأبحاث السرطان والقلب والأوعية الدموية والأعصاب.

نحن نستخدم متواليات نبضات MR المصممة خصيصًا وملفات تردد الراديو (RF) عالية الجودة والمخصصة ، والتي تتراوح في الحجم من الجسم كله (الفئران) إلى قلب الفأر ، من أجل تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) لكل تطبيق محدد.

لضمان حدوث التصوير في ظل ظروف فسيولوجية طبيعية ولتحسين التخدير ، يتم استخدام أنظمة مراقبة مخصصة لتسجيل معدل ضربات القلب والجهاز التنفسي بالإضافة إلى درجة حرارة الجسم. يتم الاحتفاظ بهذا الأخير ضمن النطاق الفسيولوجي من خلال استخدام أنظمة التدفئة المتوافقة مع MR.


أنواع تقنيات تصوير الدماغ

تسمح تقنيات تصوير الدماغ للأطباء والباحثين بمشاهدة النشاط أو المشاكل داخل دماغ الإنسان ، دون جراحة أعصاب باضعة. هناك عدد من تقنيات التصوير الآمنة والمقبولة المستخدمة اليوم في منشآت البحث والمستشفيات في جميع أنحاء العالم.

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي هو تقنية لقياس نشاط الدماغ. إنه يعمل عن طريق الكشف عن التغيرات في أكسجة الدم وتدفقه التي تحدث استجابة للنشاط العصبي - عندما تكون منطقة الدماغ أكثر نشاطًا تستهلك المزيد من الأكسجين ولتلبية هذا الطلب المتزايد ، يزداد تدفق الدم إلى المنطقة النشطة. يمكن استخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي لإنتاج خرائط تنشيط توضح أي أجزاء من الدماغ تشارك في عملية عقلية معينة.

يبني التصوير المقطعي المحوسب (CT) صورة للدماغ بناءً على الامتصاص التفاضلي للأشعة السينية. أثناء الفحص بالتصوير المقطعي المحوسب ، يقع الموضوع على طاولة تنزلق داخل وخارج جهاز أسطواني أجوف. يركب مصدر الأشعة السينية على حلقة حول الجزء الداخلي من الأنبوب ، مع توجيه شعاعها إلى رأس الأشخاص. بعد المرور عبر الرأس ، يتم أخذ عينات الشعاع بواسطة أحد أجهزة الكشف العديدة التي تبطن الماكينة ومحيط rsquos. تعتمد الصور التي يتم التقاطها باستخدام الأشعة السينية على امتصاص الشعاع بواسطة الأنسجة التي تمر من خلالها. Bone and hard tissue absorb x-rays well, air and water absorb very little and soft tissue is somewhere in between. Thus, CT scans reveal the gross features of the brain but do not resolve its structure well.

Positron Emission Tomography (PET) uses trace amounts of short-lived radioactive material to map functional processes in the brain. When the material undergoes radioactive decay a positron is emitted, which can be picked up be the detector. Areas of high radioactivity are associated with brain activity.

Electroencephalography (EEG) is the measurement of the electrical activity of the brain by recording from electrodes placed on the scalp. The resulting traces are known as an electroencephalogram (EEG) and represent an electrical signal from a large number of neurons.

EEGs are frequently used in experimentation because the process is non-invasive to the research subject. The EEG is capable of detecting changes in electrical activity in the brain on a millisecond-level. It is one of the few techniques available that has such high temporal resolution.

Magnetoencephalography (MEG) is an imaging technique used to measure the magnetic fields produced by electrical activity in the brain via extremely sensitive devices known as SQUIDs. These measurements are commonly used in both research and clinical settings. There are many uses for the MEG, including assisting surgeons in localizing a pathology, assisting researchers in determining the function of various parts of the brain, neurofeedback, and others.

Near infrared spectroscopy is an optical technique for measuring blood oxygenation in the brain. It works by shining light in the near infrared part of the spectrum (700-900nm) through the skull and detecting how much the remerging light is attenuated. How much the light is attenuated depends on blood oxygenation and thus NIRS can provide an indirect measure of brain activity.


المواد والأساليب

Optically pumped atomic magnetometer

The magnetometer is based on a pump-probe scheme to polarize the cesium atomic spins and monitor the Larmor precession. The pump laser is circularly polarized and has a 1/ه 2 diameter of

2.7 mm. The central frequency of the pump laser is locked to the D1 transition line (from 6 2 س1/2 F = 3 to 6 2 ص1/2 F′ = 4, where F و F′ are the total angular momentum numbers) with dichroic atomic vapor laser lock. The amplitude of the pump beam is modulated with an acoustic-optical modulator at the Larmor frequency. The modulation duty cycle is 20%. The averaged power of the pump laser is

50 μW. The probe laser is linearly polarized and has a 1/ه 2 diameter of

1.1 mm. The power of the probe laser is

50 μW. The central frequency of the probe laser is positively detuned by

400 MHz from the D2 transition line (from 6 2 س1/2 F = 4 to 6 2 ص3/2 F′ = 5). The cesium vapor cell is antirelaxation-coated and is kept at room temperature, with a typical magnetic resonance line width of

5 Hz. The diameter and the length of the cylinder vapor cell are both 25 mm. The vapor cell, including all the optical components, such as the polarizers, wave plates, mirrors, and the Wollaston prism, is mounted in a three-dimensional printed structure, which has a size of 5 cm by 24 cm by 27 cm. The pump and probe laser beams are coupled into the magnetic sensor with optical fibers. The transmitted probe laser from the vapor cell is fiber-coupled to the sensor and then detected with a balanced photodetector. The output signal from the balanced photodetector is demodulated with a lock-in amplifier (Stanford Research Systems, SR865A, LIA), from which the in-phase component amplitude is proportional to the difference between the Larmor frequency and the modulation frequency of the pump laser.

Frequency response of the atomic magnetometer

To measure the frequency responses of the magnetometers, we use a pair of Helmholtz coils, which has a diameter of 30 cm and is connected in series with a resistance of 500 ohm and is driven with a signal generator (Keysight, 53230A), to generate a sinusoidal magnetic field with an amplitude of 3.7 nT. The readouts of the two magnetometers, together with the sinusoidal signal from the signal generator, are recorded simultaneously with a data acquisition card (National Instruments, USB6363) at a sampling rate of 40 kSa/s. The readouts are demodulated at the frequency of the applied sinusoidal signal to extract the amplitude and phase shift relative to the sinusoidal signal. The frequency responses of the two magnetometers are thus obtained by scanning the modulation frequency from 1 to 2010 Hz and repeating the above measurement procedures. Similarly, we get the amplitude-frequency characteristics of the gradiometer by demodulating the difference of the two OPM sensors’ readouts at the frequency of the applied sinusoidal signal. The frequency dependence of the CMRR of the gradiometer is thus obtained by dividing the amplitude-frequency characteristic of OPM1 by that of the gradiometer.

Magnetic field stabilization

The magnetic noise is compensated using OPM2 and a pair of vertical coils. We use OPM2 as a reference magnetometer to monitor the magnetic field fluctuations. The measured signal from OPM2 is fed into a PID controller (Stanford Research Systems, SIM960), from which the output signal is used to control the current added into the coils. To characterize the ability of rejecting the common-mode magnetic field noise of the field stabilization, we monitor the residual magnetic noise with OPM1. We use the same coils as those for measuring the frequency response to add a white magnetic field noise with a bandwidth of 200 Hz and an amplitude of 58 pT/Hz 1/2 to both of the two OPMs and record the readout of OPM1 at a sampling rate of 40 kSa/s. We divide the noise spectrum density of OPM1 obtained under two different conditions, i.e., without and with field stabilization, to derive the CMRR of the field stabilization.

Measurement of the spontaneous alpha rhythm signal

Each measurement takes 180 s. To avoid the problem of synchronization, the person is asked to open (close) his eyes before recording the data and keep his eyes open (closed) until the recording is finished. The multifunction input/output device USB6363 (National Instruments) is used for data acquisition and is controlled with a LabVIEW program. To further confirm that the peak in Fig. 2A around 10 Hz is related to closing eyes, the participant is required to repeat closing and opening his eyes every 30 s to modulate the alpha rhythm signal. We set a 30-s timer around the unshielded MEG system and generate a tinkling sound every 30 s. The person then opens or closes his eyes once hearing this sound.

Measurement of the AEF signal

For the AEF signal measurement, we need to know the precise time duration between the AEF signal and the auditory stimulus. To do so, we use the MATLAB program to generate auditory stimuli signals in advance and save the sound file to the computer. The time interval between each stimulus is randomly distributed between 0.7 and 1.7 s, and each stimulus is a 440-Hz sinusoidal wave with a time duration of 100 ms. Then, we use the LabVIEW program to play the generated sound file and record the measured magnetic field data at the same time. For each measurement, the time uncertainty between playing the sound and recording the data is less than 1 ms, which has negligible effects for the AEF signal measurement. The transmission of the sound between the loudspeaker and the person makes relatively large but constant time delay, which is

10 ms and can be compensated with proper data processing. The measured data are filtered with a 0.5- to ∼30-Hz band-pass filter.


شاهد الفيديو: جهاز جديد للتصوير بالرنين المغناطيسي في مشفى المواساة الجامعي بدمشق (قد 2022).


تعليقات:

  1. Rashidi

    فكرة مفيدة للغاية

  2. Broehain

    أنا آسف ، هذا لا يناسبني. من يستطيع أن يقترح؟

  3. Dain

    تحياتي للمؤلف ، أضاءت استراحة في العمل. مثير للاهتمام.

  4. Fionnbarr

    وجهة النظر ذات الصلة ، يجدر المعرفة.

  5. Sheridan

    فكرة استثنائية))))

  6. Brewstere

    في رأيي لم تكن على حق. يمكنني إثبات ذلك.



اكتب رسالة