- Какая часть сигнала BOLD-фМРТ может быть аппроксимирована из одновременных данных ЭЭГ: актуальность для передачи и распространения вмешательств нейробиоуправления (PubMed)
Автор: Марко Симойнс, Родольфо Абреу, Бруно Дирейто, Александр Сайал, Жоао Кастельано, Пауло Карвалью, Мигель Каштелу-Бранко
Аннотация: Цель:вмешательства нейробиоуправления (NF) на основе фМРТ представляют собой метод выбора для нейромодуляции локализованных областей мозга. Хотя мы уже утвердили протокол фМРТ-НФ, нацеленный на сеть обработки выражений лица (FEPN), его распространение сдерживается экономическими и логистическими ограничениями вмешательств фМРТ-НФ, которые, однако, могут быть преодолены путем переноса его в настройки ЭЭГ из-за их низкая стоимость и портативность. Одной из основных задач этой процедуры является реконструкция сигнала BOLD-fMRI, измеренного в FEPN, с использованием только сигналов ЭЭГ. Поскольку эти типы подходов до сих пор плохо изучены, здесь мы систематически исследовали степень, в которой сигнал BOLD-фМРТ, записанный с FEPN во время протокола фМРТ-NF, может быть реконструирован из одновременно записанного сигнала ЭЭГ.
Подход: несколько признаков как из скальпа, так и из исходного пространства (последнее оценивалось с помощью непрерывной визуализации источника ЭЭГ) были извлечены и использованы в качестве предикторов в задаче регрессии с использованием случайных лесов. Кроме того, были протестированы три разных подхода к гемодинамической задержке ЖИРНОГО сигнала. Полученные модели сравнивались с единственным уже предложенным в литературе подходом, использующим спектральные особенности и учитывающим разные временные задержки.
Основные результаты: комбинация линейных и нелинейных признаков (в частности, наибольший показатель Ляпунова и энтропийные показатели), спроецированных в исходное пространство, пространственно отфильтрованных с помощью анализа независимых компонентов (ICA) и свернутых с несколькими функциями HRF. с пиками при разных задержках, значительно увеличивает точность реконструкции (определяемую как корреляцию между измеренным и аппроксимированным ЖИРНЫМ сигналом) с 20% (прямое сравнение с методом, используемым в текущей литературе) до 56%.
2. Корреляция между сигналом фМРТ BOLD и зрительным восприятием (PubMed)
Автор :Галия Авидан, Марлен Берманн
Аннотация: Используя фМРТ и психофизическую задачу, включающую идентификацию букв, Kleinschmidt et al. (2002) (этот выпуск журнала «Нейрон») очерчивают два паттерна нейронной активации, которые проявляются в разных областях коры: преходящая активация, коррелирующая с изменением восприятия, и более длительный гистерезис, коррелирующий с поддержанием восприятия. Эти результаты являются провокационными и предполагают, что нейронный гистерезис опосредуется зрительными структурами, которые взаимодействуют с областями более высокого порядка, чтобы поддерживать более длительное поддержание восприятия.
3. Ранние антикоррелированные изменения BOLD-сигнала физиологического происхождения (PubMed)
Автор: Молли Дж. Брайт, Марта Бьянчарди, Жакко А де Зварт, Кевин Мерфи, Джефф Х. Дайн.
Аннотация: Отрицательные ЖИРНЫЕ сигналы, которые синхронны с колебаниями состояния покоя, наблюдались в крупных сосудах в бороздах коры и вокруг желудочков. В этом исследовании мы исследовали происхождение этих отрицательных ЖИРНЫХ сигналов, применив задачу глубокого дыхания по сигналу (CDB) для создания преходящей гипокапнии и, как следствие, глобального снижения сигнала фМРТ. Мы предположили, что глобальный стимул будет усиливать эффект в крупных сосудах и что использование глобального отрицательного (вазоконстрикторного) стимула позволит проверить, демонстрируют ли эти воксели либо изначально отрицательные, либо просто антикоррелированные ответы BOLD. Значительно антикоррелированные, но положительные изменения сигнала BOLD во время респираторных проблем были идентифицированы в вокселах, в основном расположенных вблизи краев пространств мозга, содержащих спинномозговую жидкость. Эти положительные ответы BOLD возникали раньше, чем отрицательные ответы CDB в большинстве вокселей серого вещества. Эти результаты подтверждают более ранние предположения о том, что в некоторых областях мозга локальные фракционные изменения объема спинномозговой жидкости могут преобладать над изменениями сигнала, связанными с BOLD, что приводит к антикорреляции сигналов. Мы показываем, что области с антикоррелированными сигналами CDB совпадают с большинством, но не со всеми областями с отрицательными изменениями BOLD-сигнала, наблюдаемыми во время зрительной и моторной стимульной задачи. Таким образом, добавление физиологической задачи к экспериментам фМРТ может помочь определить, какие отрицательные ЖИРНЫЕ сигналы являются пассивными физиологическими антикорреляциями, а какие могут иметь предполагаемое нейрональное происхождение.
