功能颅内多普勒超声监测脑血流
Summary
功能性颅内多普勒超声波补充了其他功能成像模式，其高时间分辨率测量了基础脑动脉内大脑血流量的刺激性变化。本方法文件对使用功能性颅内多普勒超声波进行功能成像实验提供了分步说明。
Abstract
功能性颅内多普勒超声波 （fTCD） 是使用颅内多普勒超声波 （TCD） 来研究刺激期间发生的神经激活，如身体运动、激活皮肤中的触觉传感器和查看图像。神经活化是从大脑血流速度 （CBFV） 的增加推断的，该速度为处理感官输入的大脑区域提供血液。例如，观察明亮的光线会导致大脑皮层腹腔叶的神经活动增加，导致后脑动脉的血液流动增加，而后脑动脉提供腹腔叶。在 fTCD 中，CBFV 的变化用于估计脑血流量 （CBF） 的变化。
fTCD 以其对主要脑动脉血流量速度的高时间分辨率测量，补充了其他既定的功能成像技术。本方法论文的目标是对使用ftCD进行功能成像实验提供分步说明。首先，将描述识别中脑动脉 （MCA） 和优化信号的基本步骤。接下来，将描述在实验期间放置固定装置以固定 TCD 探头的位置。最后，呼吸保持实验，这是使用ftCD的功能成像实验的一个具体例子，将展示出来。
Introduction
在神经科学研究中，在各种环境中非侵入性地监测实时大脑活动通常是可取的。然而，传统的功能神经成像模式有限制，阻碍捕捉局部和/或快速活动变化的能力。功能磁共振成像 （fMRI） 的真实（非抖动、非回顾性）时间分辨率目前为秒1的顺序，它可能不会捕获与瞬态神经激活相关的瞬态血态变化。在另一个例子中，虽然功能性近红外光谱（fNIRS）具有高时间分辨率（毫秒）和合理的空间分辨率，但它只能探测大脑皮层内的血液同位素变化，无法提供有关大脑大动脉发生的变化的信息。
相比之下，fTCD 被归类为神经成像模式的”成像”是指时间和空间的维度，而不是在”图像”中更熟悉的两个正交空间方向。fTCD通过测量基底脑循环血管内精确位置的高时间分辨率（通常为10ms）血液学变化，为其他神经成像模式提供补充信息。与其他神经成像模式一样，fTCD可用于各种实验，如研究语言相关任务2、3、4期间大脑活化的横向化，研究对各种声像刺激的反应的神经活化5，以及探索各种认知刺激中的神经活化，如视觉任务6、心理任务7，甚至工具制作8。
虽然 fTCD 在功能成像方面具有多种优点，包括设备成本低、便携性强和安全性增强（与 Wada 测试3 或正电子发射断层扫描 （PET） 扫描相比），但 TCD 机器的操作需要通过实践获得技能。其中一些技能必须由 TCD 操作员学习，包括识别各种脑动脉的能力，以及在搜索相关动脉时精确操纵超声波探针所需的运动技能。本方法论文的目的是提出一种利用ftCD进行功能成像实验的技术。首先，将列出识别和优化来自MCU信号的基本步骤，MCA将渗透到大脑半球9的80%。接下来，将描述在实验期间放置固定装置以固定 TCD 探头的位置。最后，呼吸保持实验，这是使用ftCD的功能成像实验的一个例子，将描述，并显示具有代表性的结果。
Protocol
Representative Results
Discussion
协议中的关键步骤包括 1） 查找 MCA，2） 放置头带，3） 执行屏住呼吸操作。
根据研究对象的不同，可能需要修改。例如，阿尔茨海默氏症患者可能难以遵循说明，因此需要使用帽谱仪来确保遵守呼吸控制指令15。年幼的孩子可能难以按照指示行事，而且可能羞于实验者：因此，对于这样的人群，实验协议可能需要简化（见Lohmann<sup …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
该项目基于内布拉斯加州农业实验站部分支持的研究，资金来自美国农业部国家粮食和农业研究所《哈奇法案》（加入号0223605）。
Materials
| Aquasonic | Parker Laboratories, Inc., Fairfield, NJ, USA | 01-50 | Ultrasound Gel |
| Doppler Box X | DWL Compumedics Gmbh, Singen, Germany | Model "BoxX" | Transcranial Doppler with 2-MHz monitoring probes |
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional | 34256 | Delicate Task Wipers |
| Transeptic | Parker Laboratories, Inc., Fairfield, NJ, USA | 09-25 | Cleaning Spray |
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