ФМРТ в состоянии покоя
ФМРТ в состоянии покоя ( rs-fMRI или R-fMRI ) — это метод функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), который используется при картировании мозга для оценки региональных взаимодействий, происходящих в состоянии покоя или в состоянии отсутствия задачи, когда явная задача не ставится. выполняется. [3] [4] Было идентифицировано несколько сетей мозга в состоянии покоя, одна из которых является сетью режима по умолчанию . [5] Эти мозговые сети наблюдаются через изменения кровотока в мозге , которые создают так называемый сигнал, зависящий от уровня кислорода в крови (BOLD), который можно измерить с помощью фМРТ.
Поскольку мозговая активность является внутренней, присутствующей даже при отсутствии внешней задачи, любая область мозга будет иметь спонтанные колебания ЖИРНОГО сигнала. Подход, основанный на состоянии покоя, полезен для изучения функциональной организации мозга и изучения его изменений при неврологических или психических расстройствах . Из-за аспекта состояния покоя этой визуализации данные могут быть собраны у ряда групп пациентов, включая людей с ограниченными интеллектуальными возможностями, педиатрические группы и даже тех, кто находится без сознания. [6] [7]Исследование функциональной связи в состоянии покоя выявило ряд сетей, которые постоянно обнаруживаются у здоровых людей, на разных стадиях сознания и у разных видов и представляют собой определенные паттерны синхронной активности. [8] [9] [10]
Функциональная магнитно-резонансная томография (функциональная МРТ или фМРТ) — это специфическая процедура магнитно-резонансной томографии (МРТ), которая измеряет активность головного мозга, обнаруживая сопутствующие изменения кровотока. В частности, активность мозга измеряется с помощью низкочастотного ЖИРНОГО сигнала в мозгу. [11]
Процедура похожа на МРТ, но в качестве основного показателя используется изменение намагниченности между богатой и бедной кислородом кровью. Эта мера часто искажается шумом из различных источников, поэтому для извлечения основного сигнала используются статистические процедуры. Результирующая активация мозга может быть представлена графически путем цветового кодирования силы активации в мозге или в конкретной изучаемой области. Этот метод может локализовать активность с точностью до миллиметров, но при использовании стандартных методов не лучше, чем в пределах окна в несколько секунд. [12]
FMRI используется как в исследованиях, так и в меньшей степени в клинических условиях. Его также можно комбинировать и дополнять другими измерениями физиологии мозга, такими как ЭЭГ и NIRS . [13] [14] ФМРТ с маркировкой артериального спина может использоваться в качестве дополнительного подхода для оценки функций мозга в состоянии покоя. [15]
Физиологическая реакция кровотока в значительной степени определяет временную чувствительность, насколько хорошо активные нейроны могут быть измерены с помощью BOLD fMRI. Основным параметром временного разрешения является частота дискретизации , или TR, которая определяет, как часто конкретный срез мозга возбуждается и теряет свою намагниченность. TR могут варьироваться от очень коротких (500 мс) до очень длинных (3 секунды). В частности, для фМРТ гемодинамический ответпредполагается, что оно длится более 10 секунд, увеличиваясь мультипликативно (то есть как пропорция к текущему значению), достигая пика в период от 4 до 6 секунд, а затем мультипликативно падая. Изменения в системе кровотока, сосудистой системе интегрируют ответы на активность нейронов с течением времени. Поскольку эта реакция представляет собой плавную непрерывную функцию, выборка с более быстрыми TR помогает только отображать более быстрые колебания, такие как сигналы дыхания и частоты сердечных сокращений. [16]
