FMRI ve Difüzyon Tensör Görüntüleme Otizm Beyin problama

Aşağıdaki deneyin genel amacı, otizmde sosyal biliş için önemli olan beyin bölgeleri arasındaki bağlantıları incelemektir. Otizmli çocuk ve yetişkinlerde fonksiyonel MRI ve difüzyon tensör görüntüleme kullanılarak, bu işlem uygun fMRI deneylerinin tasarlanması ve ardından otizmli katılımcıların seçilmesiyle gerçekleştirilir. Kaliteli, fonksiyonel ve yapısal beyin görüntüleri elde etmek için katılımcıların prosedüre yeterince hazırlanmış olması gerekir.

Fonksiyonel deneyler, katılımcıya önceden tanımlanmış bir görevi yerine getirirken MR tarayıcı içerisinde sunulur. Elde edilen MR görüntüleri, her bir deney için nispeten büyük miktarda veri oluşturur. Edinilen nörogörüntüleme verileri laboratuvarın bilgisayar sunucusuna aktarılır, ardından ön işlemeden geçirilir ve modeller oluşturularak istatistiksel analize tabi tutulur.

Temel beyin aktivasyon analizine ek olarak, otizm grubu ve kontrol katılımcılarında fonksiyonel ve anatomik bağlantısallık fMRI ile incelenmektedir. Otistik deneklerde sosyal biliş sırasında azalmış aktivasyon ve daha zayıf fonksiyonel bağlantısallık olduğunu gösteren sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca, DTI veri analizi, otizmde anormal beyaz madde bütünlüğüne işaret etmektedir.

Bu yöntem, otizm spektrum bozukluklarında beyin organizasyonu ve beyin işleyişine ilişkin önemli soruları yanıtlayabilir ve potansiyel olarak bir gün otizm için nörolojik bir belirtecin tanımlanmasına yol açabilir. Bu tekniğin etkileri, beyin bölgeleri arasındaki değişmiş bağlantıların belirlenmesinin bu bağlantıları onaran yeni tedavilerin geliştirilmesine yol açabileceği için otizm terapilerine kadar uzanmaktadır.

Dolayısıyla bu yöntem otistik beyni değerlendirmek için kullanılabileceği gibi, diğer nörogelişimsel bozuklukların incelenmesi ve tipik beynin nasıl geliştiğinin gözlemlenmesi gibi diğer tekniklerde de kullanılabilir. Otizmli çocuklara MRI tarayıcısını tanıtmak zordur çünkü bu cihaz, çocukların hassas olduğu gürültülü bir ortama sahiptir. Ayrıca burası dar ve potansiyel olarak klostrofobik bir alan olup yeni bir ortamdır. Otizmli bir çocuğu hazırlarken bu yöntemin görsel olarak gösterilmesi kritik önem taşır.

fMRI taraması zor olabilir ve otizmli birçok kişi genellikle görsel düşünür. Bu prosedürü laboratuvarımdaki lisansüstü öğrencilerim Donna Murdo, Lauren Libro, mark Pennick ve Heather Wadsworth göstereceklerdir. Çalışmaya dahil edilmeden önce, potansiyel katılımcılara ve çocuk denekler söz konusu olduğunda ailelerine çalışma hakkında öncelikle telefonla bilgi verilmelidir.

Bu süreç ayrıca, katılımcının çalışma için dahil edilme kriterlerini karşıladığından emin olmak adına bir taramayı da içermelidir. Uygun görülmesi durumunda, potansiyel katılımcı; katılımcı, araştırmacılar ve görüntüleme merkezi için uygun olan bir gün ve saatte MRI taraması için kaydedilmelidir. Katılımcıya, MRI tarama prosedürü hakkında bir sosyal öykü kopyası ve tarayıcı gürültüsünün yer aldığı bir CD kaydı gönderin.

Çocuklar söz konusu olduğunda, tarama gününden önce çalışma prosedürlerini daha iyi anlamak ve deneği MRI ortamına daha fazla alıştırmak için bunlar ebeveynlerle birlikte gözden geçirilmelidir. Katılımcı ve ailesi görüntüleme merkezine geldiğinde, onları karşılayın ve çalışma ile deneysel prosedür hakkında sorabilecekleri tüm soruları yanıtlayın. Ardından, bilgilendirilmiş onam almadan önce IRB belgelerini gözden geçirin.

Ardından, katılımcıyı IQ, dil becerisi ve el baskınlığı dahil olmak üzere nöropsikolojik testlerin yapılacağı sessiz bir odaya götürün. Sonrasında, katılımcının deneylere aşina olması için çalışma paradigmalarının kısa versiyonlarını bir dizüstü bilgisayarda uygulamasını sağlayın. Tüm testler ve pratikler tamamlandığında, katılımcıyı temsili bir MRI tarayıcıya götürün ve MRI tarama prosedürünün simüle edilmiş bir deneyimini sunun.

Bir diğer hazırlık adımı, tarama ortamını çocuklar için daha uygun hale getirmek amacıyla görüntüleme merkezindeki MR tarayıcısını kolayca çıkarılabilir çıkartmalar, hayvan resimleri ve çizgi film karakterleri ile süslemektir. Katılımcı görüntüleme merkezine döndüğünde kısa bir ara verilmesine izin verin, ardından MR Güvenliği anketini doldurmasını sağlayın. Tarama odasına girmeden önce tüm kişisel eşyaları bir dolaba koyun ve ardından vücutta herhangi bir metal olup olmadığını kontrol edin.

Tarama tamamlandıktan sonra, katılımcıyı tarama odasına alın ve tarayıcı yatağına oturtun; denek yatağa uzanmadan önce kulak tıkaçları ve kulaklıkları sağlayın. Ardından, bir MR teknisyeni çok kanallı baş bobini katılımcının başının üzerine yerleştirmeli ve bilgisayar ekranında görüntülenen görüntülerin görülebilmesi için ekli aynayı ayarlamalıdır. Son olarak, katılımcının üzerini bir battaniye ile örtün ve fMRI görevleri sırasında kullanılmak üzere sol ve sağ el için yanıt kutularını sağlayın.

Ayrıca, denek tarayıcıdan çıkmak istediğinde işaret edebilmesi için acil durum sıkma topunu erişebileceği bir yere yerleştirin. Son olarak, MRI teknisyeni tarayıcı yatağını tarayıcı tüpün içine sürerek taramalara başlamadan önce deneğin rahat olduğundan emin olacaktır. Teknisyen, katılımcının başının doğru şekilde konumlandığından emin olmak için öncelikle Lokalizatörler elde ederek tarama oturumunu başlatır.

Ardından, ko-kayıt ve normalizasyon için kullanılacak olan yüksek çözünürlüklü bir yapısal tarama gerçekleştirilir. Denekten sıkılmamasını sağlamak amacıyla, araştırmacı bu tarama sırasında katılımcıya bir film klibi izletebilir. Daha sonra, kullanılan tarayıcıya ve puls sekansına uygun görüntüleme parametrelerini ayarlayın.

Araştırmacı, fonksiyonel görüntüleme için kesitlerin belirlenmesinde teknisyene yardımcı olmalıdır. Burada, tüm beynin maksimum düzeyde kapsanmasını sağlamak amacıyla oblik aksiyal düzlemde 17 adet beş milimetrelik kesit belirlenmiştir. Şimdi, deneye başlanacağını bildirmek ve yürütülecek görevle ilgili talimatları vermek için mikrofona konuşun.

Ayrıca, tarayıcıdan gelen bir tetikleyici ile başlamak üzere senkronize edilmiş olan deneysel görevi bilgisayarda açın. Katılımcı; statik ve dinamik görsel uyaranların yanı sıra işitsel uyaranların da burada görüntülendiği ve ePrime yazılımı aracılığıyla programlandığı deneysel görevlere başlamaya hazır olduğunda, deneyi ve taramayı başlatmak için bir düğmeye basmalıdır. Katılımcının yanıtlarının kaydedilme ve bilgisayar ekranında görüntülenme sürecini izlediğinizden emin olun.

İlk deneyden sonra, katılımcı ile konuşun, görev performansı ve baş hareketi hakkında geri bildirim verin ve katılımcıyı gerçekleştirilecek bir sonraki deneye hazırlayın. Tüm fMRI deneyleri tamamlandığında, araştırmacı deneğe, DTI taraması alınırken yaklaşık 12 dakika boyunca sadece hareketsiz yatmasını söylemelidir; bu esnada eğlence amaçlı olarak yeniden bir film bölümü izletilebilir. Tüm taramalar tamamlandığında, katılımcıyı tarayıcıdan çıkarın ve dolaba yerleştirmiş olabileceği eşyalarını almasını sağlayın.

Ardından, kısa bir bilgilendirme oturumu için katılımcıyı sessiz bir odaya götürün. Bilgilendirme oturumu sırasında katılımcıya tarayıcıdaki performansı, görevlerin zorluk düzeyi hakkındaki geri bildirimleri ve ortaya çıkmış olabilecek herhangi bir sorun veya endişe hakkında sorular sorun. Ayrıca, deneğe çalışmaya katıldığı için teşekkür ettiğinizden emin olun.

Bu sırada, MR Teknikeri edinilen tüm MRG ve DTI verilerini HIPAA korumalı bir bilgisayar ağına yüklemelidir. Araştırmacı daha sonra bu ağa bir şifre ile giriş yaparak verilere erişebilir ve verileri bir araştırma sunucusuna aktarabilir. Analizden önce, edinilen veriler, görüntü başlığındaki isim ve doğum tarihi gibi tanımlayıcı tüm bilgiler kaldırılarak anonim hale getirilmelidir.

Ardından, fonksiyonel işlemeye başlamak için verileri nifty görüntü formatına dönüştürün. Verilerin hem ön işlemesi hem de son işlemesi, istatistiksel parametrik haritalama veya SPM eight gibi yazılımlar aracılığıyla gerçekleştirilebilir. Belirli bir görev için fonksiyonel bağlantısallık, öncelikle ilgi bölgeleri çizilip her katılımcı için her bir ROI'den fMRI sinyal zaman seyri çıkarılarak ölçülmelidir.

Ardından, bir ROI'den gelen sinyali diğeriyle korele edin. Elde edilen DTI verileri ve FSL yazılımı kullanılarak anatomik bağlantısallık da incelenebilir. Bu tür yazılımlarla yapılan ön analiz, beyindeki su difüzyonunu inceler ve bunu beyaz cevher bütünlüğünün bir indeksi olarak kullanır.

Daha ileri analizler, trakt yönelimi ve yapısına ilişkin ayrıntıların çıkarıldığı beyaz cevher traktografisini içerebilir. Burada, cümle anlama gibi tipik bir dil görevinde görüldüğü üzere, artmış aktivasyonla birlikte temsilci fonksiyonel haritalar görülebilir. Aktivasyonlar sol inferior frontal girus ve sol posterior superior temporal sulkus'ta görülür; nörotipik katılımcılarda zihinsel durumların atfı sırasında bilateral posterior superior temporal sulcus aktivasyonunda artış görülebilir.

Diğer haritalarda, eşik P değeri 0,05'ten küçük olacak şekilde FWE düzeltmesi yapılmıştır. Burada, otizmli katılımcılarda sosyal biliş göreviyle elde edilen verilerde, frontal ve temporal bölgeler arasındaki beyin aktivasyon senkronizasyonuna işaret eden fonksiyonel bağlantılılığın anlamlı düzeyde azaldığı görülmektedir. Son olarak bu şekil, temporal loptan temporal pariyetal bileşkeye uzanan bir beyaz cevher lif demetini gösteren DTI traktografi sonuçlarını ortaya koymaktadır.

Traktografi için başlangıç noktası, izleme tabanlı uzamsal istatistikler ile belirlenen ve otizmli genç yetişkinlerde yaşa uygun tipik kontrol katılımcılarıyla karşılaştırıldığında anlamlı derecede daha düşük FA değerine sahip olan bir ROI'ydi. Pediyatrik nörogörüntüleme, özellikle otizmli çocuklarla çalışıldığında oldukça zor olabilir; ancak yeterli pratik ve hazırlıkla, bu tarama teknikleri başarıyla uygulanabilir. Herhangi bir katılımcıyla, özellikle de çocuklarla MRI taramaları yapılırken, laboratuvar deneyiminin keyifli ve olumlu olduğundan emin olmak önemlidir.

Bu prosedür takip edilerek elde edilen veriler, nörobilimle ilgili soruları yanıtlamak için kullanılabilir. Ayrıca, doğru hipotezler ve analizlerle, bu bilgiler sadece beyin hakkında değil, aynı zamanda beyin ve davranış arasındaki ilişki hakkında bilgi edinmek için de kullanılabilir. MRI tarama sürecinin harekete karşı son derece hassas olduğunu unutmayın.

Ayrıca, prosedür uygulanmadan önce katılımcıların ceplerindeki ve vücutlarındaki tüm metallerin çıkarılmasına yönelik önlemler alınmalıdır. Bu videoyu izledikten sonra, genel olarak çocukları ve otizm gibi gelişimsel bozuklukları olan çocukları incelemek için nörogörüntülemenin nasıl başarıyla kullanılacağı konusunda iyi bir anlayış kazanmış olmalısınız.