Name: アルツハイマー病の遺伝的危険で個人の接続関連のメモリの一般化された精神生理学的相互作用 (PPI) 解析 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
Description: 学ぶ精神生理学的相互作用解析を用いて、海馬と他の脳領域間の機能的結合性の変化を特定する方法。高齢者の認知神経科学における課題依存性の脳ネットワーク変化を理解するのに役立つ。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この作品は、国立研究所 (許可番号 R01AG013308 SYB、TMH に F31AG047041) 老化のによって支えられました。著者使用計算、デジタル研究および教育の研究技術グループの UCLA 研究所によって提供される Hoffman2 共有クラスターに関連付けられたストレージ サービス。

<ol><li>Sporns, O., Tononi, G., Kötter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Human+Connectome%3A+A+Structural+Description+of+the+Human+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Comput+Biol%22%5BJournal%5D)">The Human Connectome: A Structural Description of the Human Brain.</a> PLoS Comput Biol. 1 (4), 42(2005).</li>
<li>Friston, K. J., Buechel, C., Fink, G. R., Morris, J., Rolls, E., Dolan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychophysiological+and+modulatory+interactions+in+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Psychophysiological and modulatory interactions in neuroimaging.</a> NeuroImage. 6 (3), 218-229 (1997).</li>
<li>McLaren, D. G., Ries, M. L., Xu, G., Johnson, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+generalized+form+of+context-dependent+psychophysiological+interactions+%28gPPI%29%3A+a+comparison+to+standard+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A generalized form of context-dependent psychophysiological interactions (gPPI): a comparison to standard approaches.</a> NeuroImage. 61 (4), 1277-1286 (2012).</li>
<li>O'Reilly, J. X., Woolrich, M. W., Behrens, T. E. J., Smith, S. M., Johansen-Berg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tools+of+the+trade%3A+psychophysiological+interactions+and+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Soc+Cogn+Affect+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Tools of the trade: psychophysiological interactions and functional connectivity.</a> Soc Cogn Affect Neurosci. 7 (5), 604-609 (2012).</li>
<li>Moody, T. D., Sasaki, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+connectivity+for+face+processing+in+individuals+with+body+dysmorphic+disorder+and+anorexia+nervosa%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Med%22%5BJournal%5D)">Functional connectivity for face processing in individuals with body dysmorphic disorder and anorexia nervosa.</a> Psychol Med. 45 (16), 3491-3503 (2015).</li>
<li>Simard, I., Luck, D., Mottron, L., Zeffiro, T. A., Soulières, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autistic+fluid+intelligence%3A+Increased+reliance+on+visual+functional+connectivity+with+diminished+modulation+of+coupling+by+task+difficulty%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage+Clin%22%5BJournal%5D)">Autistic fluid intelligence: Increased reliance on visual functional connectivity with diminished modulation of coupling by task difficulty.</a> NeuroImage Clin. 9, 467-478 (2015).</li>
<li>Yan, L. -R., Wu, Y. -B., Zeng, X. -H., Gao, L. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dysfunctional+putamen+modulation+during+bimanual+finger-to-thumb+movement+in+patients+with+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dysfunctional putamen modulation during bimanual finger-to-thumb movement in patients with Parkinson's disease.</a> Front Hum Neurosci. 9, 516(2015).</li>
<li>Cole, M. W., Reynolds, J. R., Power, J. D., Repovs, G., Anticevic, A., Braver, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-task+connectivity+reveals+flexible+hubs+for+adaptive+task+control%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Multi-task connectivity reveals flexible hubs for adaptive task control.</a> Nat Neurosci. 16 (9), 1348-1355 (2013).</li>
<li>McLaren, D. G., Sperling, R. A., Atri, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+modulation+of+network+connectivity+related+to+cognition+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Flexible modulation of network connectivity related to cognition in Alzheimer's disease.</a> NeuroImage. 100, 544-557 (2014).</li>
<li>Morawetz, C., Bode, S., Baudewig, J., Heekeren, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effective+amygdala-prefrontal+connectivity+predicts+individual+differences+in+successful+emotion+regulation%5BTitle%5D)+AND+%22Soc+Cogn+Affect+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Effective amygdala-prefrontal connectivity predicts individual differences in successful emotion regulation.</a> Soc Cogn Affect Neurosci. , 169(2016).</li>
<li>Takashima, A., Bakker, I., van Hell, J. G., Janzen, G., McQueen, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Richness+of+information+about+novel+words+influences+how+episodic+and+semantic+memory+networks+interact+during+lexicalization%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Richness of information about novel words influences how episodic and semantic memory networks interact during lexicalization.</a> NeuroImage. 84, 265-278 (2014).</li>
<li>Harrison, T. M., Burggren, A. C., Small, G. W., Bookheimer, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+memory-related+functional+connectivity+of+the+anterior+and+posterior+hippocampus+in+older+adults+at+increased+genetic+risk+for+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Altered memory-related functional connectivity of the anterior and posterior hippocampus in older adults at increased genetic risk for Alzheimer's disease.</a> Hum Brain Mapp. 37 (1), 366-380 (2016).</li>
<li>Wechsler, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWechsler%2C+D+%22Wecshler+Adult+Intelligence+Scale%2C+3rd+Edition%22">Wecshler Adult Intelligence Scale, 3rd Edition</a>. , Harcourt Assessement. San Antonio, TX. (1997).</li>
<li>Cauthen, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verbal+fluency%3A+normative+data%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Psychol%22%5BJournal%5D)">Verbal fluency: normative data.</a> J Clin Psychol. 34 (1), 126-129 (1978).</li>
<li>Goodglass, H. P., Kaplan, E. P. <a target="_blank" href="NULL">Boston Naming Test, 3rd Edition</a>. , (2001).</li>
<li>Buschke, H., Fuld, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+storage%2C+retention%2C+and+retrieval+in+disordered+memory+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol%22%5BJournal%5D)">Evaluating storage, retention, and retrieval in disordered memory and learning.</a> Neurol. 24 (11), 1019-1025 (1974).</li>
<li>Osterrieth, P. A. <a target="_blank" href="http://psycnet.apa.org/psycinfo/1946-02126-001">Le test de copie d'une figure complex: Contribution à l'étude de la perception et de la memoir.</a> Archives de Psychologie. 30, 286-356 (1944).</li>
<li>Hamilton, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+assessment+of+anxiey+states+by+rating%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Med+Psychol%22%5BJournal%5D)">The assessment of anxiey states by rating.</a> Br J Med Psychol. 32, (August) 50-55 (1959).</li>
<li>Hamilton, M. A rating scale for depression. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 23, 56-62 (1960).</li>
<li>Folstein, M. F., Robins, L. N., Helzer, J. E. The Mini-Mental State Examination. Arch Gen Psychiatry. 40 (7), 812(1983).</li>
<li>O'Brien, D., Campbell, K. A., Morken, N. W., Bair, R. J., Heath, E. M. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1016/s1535-5535-04-00131-5">Automated Nucleic Acid Purification for Large Samples.</a> J Lab Autom. 6 (2), 67-70 (2001).</li>
<li>Lehmann, M., Ghosh, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Greater+medial+temporal+hypometabolism+and+lower+cortical+amyloid+burden+in+ApoE4-positive+AD+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Greater medial temporal hypometabolism and lower cortical amyloid burden in ApoE4-positive AD patients.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 85 (3), 266-273 (2014).</li>
<li>TaqMan® SNP Genotyping Assays User Guide. , Thermo Fisher Scientific. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://tools.thermofisher.com/content/sfs/manuals/TaqMan_SNP_Genotyping_Assays_man.pdf">https://tools.thermofisher.com/content/sfs/manuals/TaqMan_SNP_Genotyping_Assays_man.pdf</a> (2014).</li>
<li>Bookheimer, S. Y., Strojwas, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterns+of+brain+activation+in+people+at+risk+for+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Patterns of brain activation in people at risk for Alzheimer's disease.</a> N Engl J Med. 343 (7), 450-456 (2000).</li>
<li>Jenkinson, M., Bannister, P., Brady, M., Smith, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+optimization+for+the+robust+and+accurate+linear+registration+and+motion+correction+of+brain+images%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Improved optimization for the robust and accurate linear registration and motion correction of brain images.</a> NeuroImage. 17 (2), 825-841 (2002).</li>
<li>Smith, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+robust+automated+brain+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Fast robust automated brain extraction.</a> Hum Brain Mapp. 17 (3), 143-155 (2002).</li>
<li>Greve, D. N., Fischl, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+and+robust+brain+image+alignment+using+boundary-based+registration%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Accurate and robust brain image alignment using boundary-based registration.</a> NeuroImage. 48 (1), 63-72 (2009).</li>
<li>Patenaude, B., Smith, S. M., Kennedy, D. N., Jenkinson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Bayesian+model+of+shape+and+appearance+for+subcortical+brain+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A Bayesian model of shape and appearance for subcortical brain segmentation.</a> NeuroImage. 56 (3), 907-922 (2011).</li>
<li>Learn MATLAB Basics. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.mathworks.com/support/learn-with-matlab-tutorials.html?s_tid=hp_ff_I_tutorials">https://www.mathworks.com/support/learn-with-matlab-tutorials.html?s_tid=hp_ff_I_tutorials</a> (2017).</li>
<li>Lerma-Usabiaga, G., Iglesias, J. E., Insausti, R., Greve, D. N., Paz-Alonso, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+segmentation+of+the+human+hippocampus+along+its+longitudinal+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Automated segmentation of the human hippocampus along its longitudinal axis.</a> Hum Brain Mapp. 37 (9), 3353-3367 (2016).</li>
<li>Salami, A., Eriksson, J., Nyberg, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Opposing+effects+of+aging+on+large-scale+brain+systems+for+memory+encoding+and+cognitive+control%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Opposing effects of aging on large-scale brain systems for memory encoding and cognitive control.</a> J Neurosci. 32 (31), 10749-10757 (2012).</li>
<li>Schacter, D. L., Wagner, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medial+temporal+lobe+activations+in+fMRI+and+PET+studies+of+episodic+encoding+and+retrieval%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Medial temporal lobe activations in fMRI and PET studies of episodic encoding and retrieval.</a> Hippocampus. 9 (1), 7-24 (1999).</li>
<li>Strange, B., Dolan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+segregation+within+the+human+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Functional segregation within the human hippocampus.</a> Mol Psychiatry. 4 (6), 508-511 (1999).</li>
<li>Strange, B. A., Fletcher, P. C., Henson, R. N., Friston, K. J., Dolan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Segregating+the+functions+of+human+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Segregating the functions of human hippocampus.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 96 (7), 4034-4039 (1999).</li>
<li>Eldridge, L. L., Engel, S. A., Zeineh, M. M., Bookheimer, S. Y., Knowlton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dissociation+of+encoding+and+retrieval+processes+in+the+human+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A dissociation of encoding and retrieval processes in the human hippocampus.</a> J Neurosci. 25 (13), 3280-3286 (2005).</li>
<li>Strange, B. A., Witter, M. P., Lein, E. S., Moser, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+organization+of+the+hippocampal+longitudinal+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Functional organization of the hippocampal longitudinal axis.</a> Nat Rev Neurosci. 15 (10), 655-669 (2014).</li>
<li>Zeineh, M. M., Engel, S. A., Thompson, P. M., Bookheimer, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+the+hippocampus+during+encoding+and+retrieval+of+face-name+pairs%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamics of the hippocampus during encoding and retrieval of face-name pairs.</a> Science. 299 (5606), 577-580 (2003).</li>
<li>Nieuwenhuis, S., Forstmann, B. U., Wagenmakers, E. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erroneous+analyses+of+interactions+in+neuroscience%3A+a+problem+of+significance%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Erroneous analyses of interactions in neuroscience: a problem of significance.</a> Nat Neurosci. 14 (9), 1105-1107 (2011).</li>
<li>Cisler, J. M., Bush, K., Steele, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+statistical+methods+for+detecting+context-modulated+functional+connectivity+in+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A comparison of statistical methods for detecting context-modulated functional connectivity in fMRI.</a> NeuroImage. 84, 1042-1052 (2014).</li>
<li>Friston, K. J., Harrison, L., Penny, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+causal+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Dynamic causal modelling.</a> NeuroImage. 19 (4), 1273-1302 (2003).</li>
</ol>

DGM は Biospective、株式会社 Biospective、株式会社の従業員は提示されたデータのいずれかを処理しませんでした。

初期タスク ベースの fMRI の研究は、特定の認知過程の統計的関係を明らかにする設計されていたまたはベースライン測定値を基準にして信号の要求と大胆に変更。この従来の方法は実験タスクによって活動を変調する、脳の特定の領域を識別するのに役立ちます。対照的に、PPI 解析は主に機能的結合の変調またはタスク誘導の認知過程に起因する活動の同調性にかかわっています。PPI は、コンテキスト依存の機能的結合 (シード) の関心の特定の領域と、ローカライズされた領域の減少だけでなく活動増加、脳の他の地域との間を測定します。シード領域の選択を仮説駆動型する必要があります、PPI 解析がとき種子地域の活動は変調、単変量フレームワーク タスクによる認知的コンテキストによって最適に実行されます。その後、種子地域活動が記憶や検索などの特定のタスク コンテキストへの応答の他の地域とは同期になりますもっとまたはより少なく探索する PPI フレームワークを使用できます。したがって、グループの違いは種と特定のタスク位相変調が他の地域との間の機能的結合変更に限定されます。
GLM の徹底的な理解は、PPI 解析の実...

用語「コネクトーム」2005 マーキング1をこの日に続く神経科学におけるパラダイム ・ シフトで鋳造されました。脳は、ますます機能的ネットワーク、接続、および大規模な地域間での相互作用の観点から説明します。それにもかかわらず、地域の機能分化と fMRI 測定活動とタスクの要求間の関連付けの描写はまだ有効かつ便利な方法です。コネクトミクスの関心の高まり、照らして機能的結合アプローチによるタスク fMRI 解析は人気で育っています。タスクに依存する機能の接続変更を測定する方法の 1 つは、PPI の概念を使用を要求します。PPI は、脳の「シード」や興味の領域の機能的結合 (「生理」) とアクティブな作業フェーズまたは特定のタスクの要求 (「サイコ」) の相互作用です。PPI は、一般的タスクの要求に関連する任意の制約なしの 2 つの地域での活動との相関の度合いを測る機能の接続の 2 変量相関分析によって異なります。
PPI 解析のフレームワークの概念と当初において、1997年2の同僚によって記述されていた。著者は、実態調査により機能的な特定遠位種子の活動は作業需要から生じる活動を変調するが推論できるようにする接続が許可されるために彼らのアプローチが重要であると主張しました。2012 マクラーレンと同僚このオリジナル フレームワークに追加され、タスクのすべての段階で gPPI のアプローチを説明し、それらの相互作用は単一のモデル3に含まれています。このアプローチより敏感な特定タスク フェーズおよび調査されている相互作用する結果に します。それは現在に用いるこの更新された gPPI アプローチ研究 (プロトコル6.2.2 を参照)。GPPI のアプローチは、200 以上の研究で引用されている今。以下、わかりやすくするためは「PPI」使用標準および一般化されたバージョン両方の一般的な機能を記述します。'gPPI' より新しいフレームワークに関連付けられている特定の進歩を説明する使用されます。
PPI 解析の全体的な目標は、認知課題の要求の影響またはシード領域の機能的結合を調節する方法を理解することです。PPI 解析には、強力な演繹的仮説が必要です。種子地域の活動は、PPI アプローチ4を効果的に動作するためにタスクによって変調する必要があります。たとえば、本研究では、海馬の活動が記憶課題の認知要求によって変調される強い証拠に我々 の種の選択を基づいています。PPI を使用すると、特定の作業フェーズ中に海馬に機能的にもっとまたはより少なく接続されている大幅地域を識別できます。一言で言えば、私たちは質問、"領域で種とより相関中にアクティビティがベースラインと比較して、コンテキストですか?」(との違いを理解することが重要です)、我々 はまた論理上の逆を求めることができます:"領域で種とあまり相関中にアクティビティがベースラインと比較して、コンテキストですか?」PPI の効果でグループの違いを解釈するときのデータと機能的結合の正または負の変化またはその両方がグループの違いを運転するかどうかを調べることが重要です。
PPI のアプローチは健全な制御の動的タスク制御ハブを研究に使用されている機能的結合の変調をアルツハイマー病 (AD)、モーター ネットワーク自閉症で知能で認知機能に関連する方法パーキンソン病、顔身体醜形障害、摂食障害、情動制御、メモリ、および接続5,6,7 に関連する多くの他の特定の質問を持つ個人で処理した人 ,8,9,10,11。本研究では、変更の比較の海馬の機能的結合でメモリが記銘と想起12危険因子なしグループに広告の遺伝的リスクが個人のグループの間で。用いて、gPPI アプローチを適用する APOEε4、広告のための遺伝的危険因子の存在に関連付けられた機能的結合のタスクによる変化が異なる場合をテストできるようにするためのプロトコルを次に示します。

<table><tbody><tr><td>3Tマネティック共鳴イメージングスキャナー</td><td>Siemens Medical Solutions</td><td>MAGNETOM Trio, A Tim System</td><td>3T MRI Scanner</td></tr><tr><td>FSL (FMRIB Software Library)</td><td>Oxford University</td><td>Version 6.0</td><td>Functional Imaging Processing Software</td></tr><tr><td>AFNI (Analysis of Functional Neuroimaging)</td><td>国立精神衛生研究所、国立衛生研究所</td><td>2015年5月以降の任意のバージョン</td><td>機能イメージング処理ソフトウェア</td></tr><tr><td>SPM8 (統計的パラメトリックマッピング)</td><td>ユニバーシティ・カレッジ・オブ・ロンドン</td><td>SPM8</td><td>機能イメージング処理ソフトウェア</td></tr><tr><td>Matlabソフトウェア</td><td>The Mathworks, Inc</td><td>Version R2012a</td><td>Computing Software</td></tr><tr><td>SDS Software</td><td>Applied Biosystems, Inc</td><td>7900HT Fast Real-Time PCR System</td><td>Real Time</td></tr><tr><td>PCR Taqman Assays</td><td>ThermoFisher</td><td>SNP</td><td>SNPジェノタイピング</td>に特化した科学</tr></tbody></table>

アルツハイマー病の遺伝的危険で個人の接続関連のメモリの一般化された精神生理学的相互作用 (ppi) 解析

Generalized Psychophysiological Interaction (PPI) Analysis of Memory Related Connectivity in Individuals at Genetic Risk for Alzheimer's Disease

ニューロ イメージングは、機能的磁気共鳴画像 (fMRI) は脳内血中酸素化レベル依存 (BOLD) 信号を測定します。大胆の相関度は空間的に信号脳の独立した領域はそれらの地域の機能の接続を定義します。認知 fMRI タスク中に認知タスクによって定義されている特定のコンテキストの中に機能の接続の変更を調べる精神生理学的相互作用 (PPI) 解析を使用できます。このようなタスクの例です (エンコード) 無関係な単語のペアを学ぶ (検索) の最初の単語を提示されたときのペアの 2 番目の単語をリコールし参加者を求めてメモリ システムを行っています。本研究ではアルツハイマー病 (AD) の遺伝的危険因子アポリポ蛋白 E ε 4 (のキャリアより年上の大人の海馬の接続の変更を比較するのにこの種の連想記憶タスクと一般化 PPI (gPPI) 解析を使用APOEΕ4)。具体的には、ことを示す海馬変更のサブ領域の機能的結合符号化し検索、連想記憶作業の 2 つのアクティブ フェーズ中に.海馬の機能的結合の文脈依存的変化は非キャリアと比較して APOEε4 のキャリアに大きく異なっていた。PPI 解析では、機能的結合、単変量主効果から個別に変更を検討し、グループ全体でこれらの変更を比較することが可能。したがって、PPI 解析は、伝統的な単変量法をキャプチャしないでください特定のコホートで複雑な作業の効果を明らかにするかもしれない。PPI 解析は、方向性や機能的接続領域間の因果関係を決定できません、ただし。それにもかかわらず、PPI 解析は、因果モデルを使用してテストすることができます機能の関係に関する特定の仮説を生成するための強力な手段を提供します。脳がますます接続とネットワークの面で説明したとおり、PPI は人間の脳の現在の概念に沿ったものです fMRI タスク データを分析する重要な方法です。

2 つの異なるアクティブな作業フェーズ (記銘と想起) と 2 種の地域 (前部および後部海馬) グループごとに結果を報告する 4 つの条件があります。グループ内のタスクの活性化マップ (ハリソンら、2016年12を参照してくださいここに表示されていない) 後頭葉、聴覚野、頭頂葉、前頭葉の言語領域は、上側頭回の大きい地域を示すと尾状 (より顕著検索) の間に重要な大胆な信号のエンコードと両方の実験グループの検索中に増加があります。グループ内での PPI の分析では、APOEε4 キャリアまたは非キャリアのいずれかの前部または後部海馬種子との機能的結合の有意な増加がないことを明らかにしました。グループ内で PPI 解析には、タスクの条件の海馬領域 (図 2) APOEε4 キャリア内の機能的結合の有意な減少が明らかにしました。APOEε4 非キャリア、後部海馬とは、機能的結合の有意な減少だけ (図 2</st...

本稿では、シードサーフェスを選択領域と脳の他の地域におけるボクセル間の機能的結合のタスク依存的変化を明らかにする生理心理学的相互作用解析を実装する方法について説明します。精神生理学的相互作用解析は、頭脳の結合性、伝統的な単変量活性化効果とは異なるタスクに及ぼす影響を調べる一般的な方法です。

アルツハイマー病の遺伝的危険で個人の接続関連のメモリの一般化された精神生理学的相互作用 (PPI) 解析

In neuroimaging, functional magnetic resonance imaging (fMRI) measures the blood-oxygenation-level dependent (BOLD) signal in the brain. The degree of ...

この分析の全体的な目標は、海馬の領域と脳の他の部分との間の機能的接続性に対する記憶関連のコンテキスト依存的な変化を特定することです。この方法は、実験課題内の特定の認知要求に応じて機能的接続性がどのように変化するかなど、認知神経科学の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、研究者が認知課題中の主要な脳領域の機能的接続性に関する特定の仮説をテストできることです。この実験には、アルツハイマー病のリスク対立遺伝子アポリポタンパク質Eイプシロンの遺伝子型が決定された認知機能低下の55歳以上の個人を含めます 実験の4前に、MRIの安全性について被験者をスクリーニングし、インフォームドコンセントを取得します。3テスラMRIシステムを使用して、全脳画像データを取得します。機能イメージングでは、無関係な単語連想記憶タスクを実行しながら、エコー平面イメージングシーケンスを使用して軸スライスを収集します。機能イメージのレジストレーションを容易にするために、T2 重み付きコプレーナ構造イメージの軸スライスも取得します。高解像度の構造イメージングを行うには、3D T1強調シーケンスを使用して軸方向のスライスを収集します。すべての参加者のイメージングが完了したら、最初の参加者に対して、FSL FMRIエキスパート解析ツール(FEAT)を使用して、前処理ステップと第1レベルの一般線形モデルを設定します。データタブで、4Dデータを選択をクリックし、モーション補正および頭脳抽出されたファイルに移動します。TR を機能シーケンスの TR と一致するように設定し、既定のハイパス フィルターを使用します。次に、[Pre-stats]タブで、[モーション補正]の下の[なし]をクリックし、[BETブレイン抽出]のチェックを外します。空間スムージングの全幅の半最大値ガウス カーネルを設定するには、5 ミリメートルを入力します。次に、[フル モデル セットアップ] をクリックし、タスク フェーズの開始とオフセットを示すタスク タイミング ファイルを作成します。これらを GLM に追加するには、3 列形式を選択し、関連するテキスト ファイルに移動します。タスクのエンコードフェーズに 1 つ、取得フェーズに 1 つを含めます。畳み込みの場合は、ダブルガンマ HRF オプションを選択します。次に、MCFLIRT ツールの出力を使用して、データセット内の各ボリュームで実行されるモーション補正を記述する 6 つの 1 列のテキスト ファイルを作成します。[フル モデル設定] を選択し、パラメーターとその時間導関数を説明変数 (EV) として GLM に追加します。各モーション EV で、基本形状として [カスタム] を選択し、畳み込みと時間的塗りつぶしで [なし] を選択します。次に、ソフトウェアの[統計]タブに移動し、[交絡したEVを追加する]オプションの下にあるFSLモーション外れ値ツールの出力を選択します。次に、[登録] タブで、[拡張機能イメージ] と [メイン構造イメージ] をオンにして 2 ステップ登録を行います。最初のステップとして、参加者の同一平面上の T2 強調構造スキャンを選択し、機能を構造データに登録します。2 番目のドロップダウン ボックスで 6 つの自由度を選択します。次のステップでは、ドロップダウンボックスから境界ベースの登録を選択して、T2 ウェイト画像を高解像度の T1 ウェイト MP-RAGE に登録します。最後に、高解像度の構造データを標準の MNI 152 テンプレートに登録し、12 自由度と線形変換を選択します。心理生理学的相互作用モデルを設定する前に、まずFSL FEATソフトウェアで前処理データをロードします。ノイズ除去された画像を入力ファイルとして選択します。Pre-statsタブで、モーション補正とブレイン抽出をNoneに設定します。時間フィルタリングや空間スムージングは実行しないでください。次に、[統計] タブで [フル モデル設定] を選択し、[EV] タブで、モーション補正、FSL モーション外れ値からの交絡行列、タスク タイミングなど、第 1 レベルのモデリングのすべての変数を追加します。シードからの生理学的時間経過の EV を、関心のない共変量として含めます。次に、[基本形状] メニューの [交互作用] を選択して PPI 項を作成し、シード タイム コース EV と 1 つのタスク EV を選択します。[Make zero] オプションで、タスク変数に [Center] を選択し、シードタイムコース EV に [Mean] を選択します。次に、[コントラストと F 検定] タブで、対応する EV セルに 1 つを入力して、次の特定の効果をモデル化します。エンコーディングタスクフェーズ、検索タスクフェーズ、シードタイムコース、シードとエンコーディングのPPI、シードと検索のPPI。最後に、負の 1 を入力して、各タスク フェーズの負の PPI をモデル化します。統計パラメトリックマッピングソフトウェアツールを使用して、グループレベルの比較を実行します。まず、「第 2 水準を指定」を選択し、「設計」で「2 標本 T 検定」を選択します。グループ 1 のパラメーター推定イメージがあるディレクトリに移動し、それらを選択します。次に、グループ 2 の画像を追加し、[再生] ボタンをクリックしてこの比較を実行します。次に、メインウィンドウに戻ります。[見積] を選択し、SPM に移動します。モデル推定を実行するために前の手順で作成した MAT ファイル。次に、[結果] タブで [新しいコントラストの定義] を選択します。「T-コントラスト」を選択し、「コントラスト」ボックスに負の 1 つを入力して、APOE-4 キャリアが APOE-4 の非キャリアより大きい場合は、「OK」をクリックします。最後に、ここで示すように、グループ比較の対比を実行します。[マスキングの適用] で [なし] を選択し、AFNI の 3dClustSim ソフトウェアからの出力に従って、ボクセル レベルのしきい値とクラスター サイズの最小値を手動で設定します。APOE-4 のキャリアより大きい APOE-4 の非キャリアの場合は、負の 1 対 1 を入力します。グループ内での一般化された心理生理学的相互作用分析により、課題条件と海馬のサブ領域の両方で、APOE-4キャリア(緑色)の機能的接続性が有意に低下していることが明らかになりました。APOE-4 noncarrierでは、機能的結合性の赤色の有意な減少が、符号化中に後部海馬でのみ観察されました。回収中、APOE-4キャリアと非キャリアとの間に有意差が見られ、左辺縁上回(濃い青)、右辺縁上角接合部(オレンジ)、および右楔前部(紫)に有意差が見られました。各クラスターのピーク座標は、MNI 空間で報告されます。ここでは、各クラスターからのパラメーター推定値の対比がグループごとにプロットされます。赤い線はゼロを示し、キャリアが取得中にこれらの領域の前海馬への機能的接続性が低下していることを強調しています。ボックス内のバンドは中央値を表し、ボックスの上端と下端はそれぞれ第 1 四分位数と第 3 四分位数を表します。その開発後、この技術は、機能的なニューロイメージャーが人間の動的なタスク関連の接続性を探求するための道を開きました。これには、健康なコホートと患者のコホートの両方、およびここで説明するように疾患の遺伝的リスクが高い個人が含まれます。このビデオを見れば、PPI分析を使用して、関心のあるシード領域と脳の残りの部分との間のコンテキスト依存の機能的接続性の変化をテストする方法について十分に理解できるはずです。

generalized-psychophysiological-interaction-ppi-analysis-memory

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

アルツハイマー病の患者は、再認記憶のタスクを実行しながら、高密度事象関連電位のデータを収集するための方法論が見直されている。このプロトコルは、被験者の準備、品質保証、データ収集、およびデータの分析が含まれます。...

アルツハイマー病患者における事象関連電位を用いたエピソード記憶の特性を調べる

この論文は、家族性統合失調症(FHR)の高リスクの子供や青年の脳の活性化を測定するために、感情的な奇妙な課題とfMRIをどのように使用するかを説明しています。FMRIは、感情的な奇妙な課題の間に前頭-線条-辺縁系領域の違いを測定するために使用されました。FHRの子供は、青年期に異常な機能的活性化を示しました。...

統合失調症のための家族ハイリスク児の感情オドボール課題を用いて前頭辺縁系の活性の測定

新規モデルにおける共病的なアルツハイマー病（AD）とストロークの状態を調べるために、3つの動作タスクは、モータ制御および認知行動の両方を評価することに記載されています。これらのタスクは、ビーム歩行タスク、シリンダータスクとモリス水迷路を含みます。...

モーターと脳卒中とアルツハイマー病のトランスジェニックラットモデルにおける海馬依存性の空間学習とリファレンスメモリ評価

この記事では、同種中心の空間記憶の働く海馬依存のテストである4 Mountains Test(4MT)について説明します。海馬はアルツハイマー病(AD)の初期に罹患しており、この記事では、認知症前ADの診断における4MTの価値を実証する4MTの方法論と患者検査の結果について概説しています。...

4山脈テスト：プレ認知症、アルツハイマー病の診断のための高感度と空間記憶のショートテスト

休息状態機能的磁気共鳴イメージング ・ グレンジャー因果関係分析に基づき、後部帯状回皮質とアルツハイマー病 (AD) の患者は、軽度認知障害 (MCI)...

アルツハイマー病と軽度認知障害の監督機能接続のグレンジャー因果関係分析の応用

本稿では、オペラント条件づけと自動化されたハイスループットの行動監視システム IntelliCage...

アルツハイマー病、IntelliCage を使用しての複数の遺伝モデルにおける認知機能の長期的な行動のアッセイの自動化

このプロトコルは、パーキンソン病の認知と運動制御を測定するために一般的に使用される従来の臨床タスクの一部のデジタル化を提供します。臨床タスクはデジタル化され、生物物理学のリズムは、自発的、自発的、自動、自律神経に至るまで、神経系の異なる機能レベルから共登録されます。...

パーキンソン病における運動と認知機能の動的デジタルバイオマーカー

このプロトコルは、脳の寄付プログラムと脳の適切な特性を通じて個々の脳老化軌道を追跡する方法を記述する。脳のドナーは、連続多次元評価を含む長期的な縦断的研究に関与しています。プロトコルは、脳処理の詳細な説明と正確な診断方法論が含まれています。...

老化脳の収集、処理、特徴付けのためのアッビアテグラッソブレインバンクプロトコル

我々は、三次元クロマチン相互作用を用いてゲノム全体の関連研究(GWAS)によって同定される非コード変異体の機能的影響を同定するプロトコルを提示する。...

クロマチン構成の計算解析を用いたアルツハイマー病変異体の標的遺伝子へのマッピング

この研究では、アルツハイマー病(AD)患者33人の単一核トランスクリプトームを解析し、グリア細胞における性特異的なDEGを明らかにしました。機能強化解析では、シナプス、神経、およびホルモン関連の経路が強調されました。主要な遺伝子、すなわちNLGN4Yとその調節因子が特定され、性別特異的ADの潜在的な治療候補が提案されました。...

グリアトランスクリプトームプロファイルに基づくアルツハイマー病の性別特異性のためのバイオマーカー同定

学ぶ精神生理学的相互作用解析を用いて、海馬と他の脳領域間の機能的結合性の変化を特定する方法。高齢者の認知神経科学における課題依存性の脳ネットワーク変化を理解するのに役立つ。

アルツハイマー病の遺伝的危険で個人の接続関連のメモリの一般化された精神生理学的相互作用 (PPI) 解析

さらに動画を探す