ניתוחי נתונים איכותיים והשוואתיים של פעילות קליפת המוח מניסוי ספקטרוסקופיה כמעט אינפרא-אדום פונקציונלי החלת עיצוב בלוק

הפרשנות של נתוני F-N-I-R-S, או fNIRS, יכולה להיות קשה עבור משתמשים מתחילים מכיוון שבדרך כלל לא ניתן לכמת את הנתונים. הפרוטוקול שלנו המשתמש בשתי שיטות משלימות מספק הבנה טובה יותר של נתונים אלה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא הגידול והאמינות של ניתוח הנתונים באמצעות שני מיפוי פרמטרי סטטיסטי איכותי מבוסס GLM ומודלים מעורבים היררכיים השוואתיים לריבוי ערוצים.

לפני ביצוע ניסוי fNIRS, הניחו את מכשיר ה-fNIRS באזור חשוך וחסר רעש והניחו מכסה הקלטה שלם של fNIRS על ראשו של הנבדק, כך שהמיקום המתאים למרכז מערכת 10-20 הבינלאומית ממוקם במחזיק המספר 245 של מכסה הראש. צרף את מדבקת הסימון לנקודות מיקום התייחסות וצלם את ראש הנבדק עם מיקומי הבדיקה, כולל נקודות הייחוס מ-15 נקודות מבט. סדר את מערכת 48 הערוצים עם 32 אופטודות למכסה ראש דו-צדדי מעל האזורים הקדמיים והקודקודיים כאזורי עניין והשתמש בתוכנת הדיגיטייזר התלת-ממדית כדי לקבוע את הרישום המרחבי.

לאחר סריקת נתוני תמונה עבור כל הראש, קבע את הקואורדינטות המרחביות של הנושא על ידי מדידה אוטומטית ושמור את הנתונים כקבצי מקור ואחרים. כדי לבצע ניתוח fNIRS, בקשו מהנבדק להיכנס לתנוחה נוחה ולהורות לנבדק לעצום את עיניו. לאחר מכן הודע לנבדק על רמזי ההתחלה והעצירה ובקש מהנבדק לבצע את משימת עיצוב הבלוק תוך שמירה על אותה יציבה זקופה עבור כל משימה.

כדי להשתמש בתוכנת NIRS-SPM לביצוע ניתוח מודל ליניארי כללי איכותי, הפעל את תוכנית NIRS-SPM בתוכנת MATLAB ובחר באפשרות מערכת NIRS מהתפריט הקופץ. בחר בלחצן טען. כדי לזהות את הרישום המרחבי של מיקום ערוץ NIRS, בחר בתיבות הסימון עצמאי ועם דיגיטייזר תלת-ממדי.

במרחב From Real Coordinates to MNI Space, השתמש בתיבת הדו-שיח כדי לבחור את נקודת הייחוס של הקואורדינטות ואת קבצי הבדיקות/הערוצים של הקואורדינטות. לחץ על Registration ובחר את הנקודות כדי להמשיך להערכה המרחבית. לחץ על אישור ופרויקט קואורדינטות MNI למוח מעובד.

בחר תצוגה דורסית ולחץ על שמור. במקטע ציין את הרמה הראשונה, בחר את שם קובץ הנתונים של NIRS ואת ספריית SPM. סמן את תיבת הסימון של ההמוגלובין ובחר ציין עיצוב ושניות.

בחר וקטור של התחלה ומשכים והזן וקטור של התחלה כפול משך תנאי הניסוי כפי שצוין. לביטול מגמה, בחר Wavelet-MDL. השתמש בשיטת הצביעה המוקדמת, מסנן מעביר נמוך, ובחר hrf.

נכון עבור המתאם הטורי, בחר ללא. כדי להעריך את המתאמים הזמניים, בדוק ניתוח אינדיבידואלי כדי לנתח אדם יחיד. כדי להעריך את המתאמים הזמניים עבור קבוצת נבדקים, בדוק ניתוח קבוצתי, ולאחר מכן חשב את מפת ההפעלה על סמך השינויים ברמת ההמוגלובין עבור המוח המתוקנן.

כדי לבצע ניתוח השוואתי רב-ערוצי המבוסס על מודל מעורב היררכי, פתח תוכנת ניתוח סטטיסטי מתאימה והמר את מסמך הטקסט של שינויים בריכוז ההמוגלובין מחומצן ומחומצן בקובץ הנתונים הקרוב ביותר המעובד עם מסנן המעבר הנמוך לקובץ הערכים המופרדים בפסיקים של תוכנת הגיליון האלקטרוני. השתמש בפקודות כדי ליצור נתוני ייבוא לפני ואחרי ההתערבות עבור כל נושא והפעל את פקודת הנתונים לפני ואחרי ההתערבות עבור כל ערוץ כפי שצוין. בהתבסס על הנתונים שהתקבלו מתוצאות הפלט, הזן את ההבדלים לפני ההתערבות לעומת אחרי ההתערבות בערכי שינוי, מנוחה ומשימה של כל ערוץ בגיליון האלקטרוני.

לאחר מכן הזן את דרגות החופש של המונה והמכנה ואת ערכי F ו-P של פריט האינטראקציה של מבחן סוג האפקט הקבוע שלוש לגיליון האלקטרוני. בניתוח קבוצתי מייצג זה של 10 חולי שבץ מוחי, נצפתה עלייה בפעילות קליפת המוח של קליפת המוח המוטורית הראשונית בחצי הכדור הנמדד מיד לאחר השיקום בעזרת רובוט בהשוואה לזה שנצפה לפני האימון. בניתוח קבוצתי רב-ערוצי זה המשווה לפני ההתערבות לעומת אחריה, נצפתה פעילות מוגברת בקליפת המוח המוטורית הראשונית לאחר ההתערבות, אותו אזור במוח שנצפה ב-NIRS-SPM.

ניתן להשתמש בשיטות שלנו לביצוע ניתוח לפני ואחרי התערבות עבור מגוון הפרעות נוירולוגיות, כגון הפרעות תנועה, מחלות כלי דם במוח והפרעות נוירו-פסיכיאטריות. במקום תנועות מרפק, חוקרים יכולים גם ליישם משימות אחרות של עיצוב בלוקים, כגון תנועות רגליים. בנוסף, הפרוטוקול שלנו שימושי לחשיפת השפעות הטיפול במסגרות שונות.