تكمل الموجات فوق الصوتية الوظيفية عبر الجمجمة دوبلر طرائق التصوير الوظيفية الأخرى ، مع قياسها عالي الدقة الزمنية للتغيرات الناجمة عن التحفيز في تدفق الدم الدماغي داخل الشرايين الدماغية القاعدية. تقدم ورقة الأساليب هذه إرشادات خطوة بخطوة لاستخدام الموجات فوق الصوتية الوظيفية عبر الجمجمة Doppler لإجراء تجربة تصوير وظيفية.
الموجات فوق الصوتية دوبلر عبر الجمجمة الوظيفية (fTCD) هو استخدام الموجات فوق الصوتية دوبلر عبر الجمجمة (TCD) لدراسة التنشيط العصبي الذي يحدث أثناء المحفزات مثل الحركة الجسدية، وتفعيل أجهزة الاستشعار عن طريق اللمس في الجلد، وعرض الصور. يتم الاستدلال على التنشيط العصبي من زيادة في سرعة تدفق الدم الدماغي (CBFV) التي تزود منطقة الدماغ المشاركة في معالجة المدخلات الحسية. على سبيل المثال، يؤدي عرض الضوء الساطع إلى زيادة النشاط العصبي في الفص القذالي للقشرة الدماغية، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الدم في الشريان الدماغي الخلفي، الذي يزود الفص القذالي. في fTCD، يتم استخدام التغيرات في CBFV لتقدير التغيرات في تدفق الدم الدماغي (CBF).
مع قياس الدقة الزمنية العالية لسرعات تدفق الدم في الشرايين الدماغية الرئيسية ، يكمل fTCD تقنيات التصوير الوظيفية الراسخة الأخرى. الهدف من هذه الورقة الأساليب هو إعطاء تعليمات خطوة بخطوة لاستخدام fTCD لإجراء تجربة التصوير الوظيفي. أولا، سيتم وصف الخطوات الأساسية لتحديد الشريان الدماغي الأوسط (MCA) وتحسين الإشارة. بعد ذلك ، سيتم وصف موضع جهاز التثبيت لعقد مسبار TCD في مكانه أثناء التجربة. وأخيرا، سيتم إثبات تجربة حبس الأنفاس، وهي مثال محدد لتجربة تصوير وظيفي باستخدام fTCD.
في أبحاث علم الأعصاب، غالبا ما يكون من المستحسن مراقبة نشاط الدماغ في الوقت الحقيقي بشكل غير باضع في مجموعة متنوعة من البيئات. ومع ذلك، فإن طرائق التصوير العصبي الوظيفية التقليدية لها قيود تعوق القدرة على التقاط التغيرات المحلية و/ أو السريعة في النشاط. الدقة الزمنية الحقيقية (غير المتوترة وغير الاستعادية) للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) هي حاليا من أجل بضع ثوان1، والتي قد لا تلتقط التغيرات الديناميكية الدموية العابرة المرتبطة بالتنشيط العصبي العابر. في مثال آخر ، على الرغم من أن التحليل الطيفي الوظيفي القريب من الأشعة تحت الحمراء (fNIRS) لديه دقة زمنية عالية (مللي ثانية) ودقة مكانية معقولة ، إلا أنه لا يمكنه التحقيق إلا في التغيرات الديناميكية الدموية داخل قشرة الدماغ ولا يمكنه تقديم معلومات حول التغيرات التي تحدث في الشرايين الأكبر التي تزود الدماغ.
وعلى النقيض من ذلك، يشير التصوير fTCD – المصنف على أنه طريقة تصوير عصبي – إلى أبعاد الزمان والمكان، بدلا من اتجاهين مكانيين متعامدين أكثر دراية في “الصورة”. يوفر fTCD معلومات تكميلية لطرائق التصوير العصبي الأخرى عن طريق قياس التغيرات الديناميكية الدموية عالية الدقة الزمنية (عادة 10 مللي ثانية) في مواقع دقيقة داخل الأوعية من الدورة الدموية الدماغية القاعدية. كما هو الحال مع غيرها من طرائق التصوير العصبي، يمكن استخدام fTCD لمجموعة متنوعة من التجارب مثل دراسة الجانبية للتنشيط الدماغي أثناء المهام المتعلقة باللغة2،3،4، دراسة التنشيط العصبي استجابة لمختلف المحفزات الحسية الجسدية5، واستكشاف التنشيط العصبي في مختلف المحفزات المعرفية مثل المهام البصرية 6 ،المهامالعقلية7، وحتى إنتاج الأداة8.
على الرغم من أن fTCD يوفر العديد من المزايا للاستخدام في التصوير الوظيفي ، بما في ذلك انخفاض تكلفة المعدات ، وقابلية النقل ، وتعزيز السلامة (مقارنة باختبار Wada 3 أو التصوير المقطعي للانبعاثات البوزيترونية [PET] ، فإن تشغيل جهاز TCD يتطلب مهارات يتمالحصول عليها عن طريق الممارسة. بعض هذه المهارات، التي يجب أن يتعلمها مشغل TCD، وتشمل القدرة على تحديد الشرايين الدماغية المختلفة والمهارات الحركية اللازمة للتلاعب بدقة التحقيق بالموجات فوق الصوتية أثناء البحث عن الشريان ذات الصلة. الهدف من هذه الورقة أساليب هو تقديم تقنية لاستخدام fTCD لإجراء تجربة التصوير الوظيفي. أولا، سيتم سرد الخطوات الأساسية لتحديد وتحسين الإشارة من MCA، والتي تتغلغل 80٪ من نصف الكرة الدماغي9. بعد ذلك ، سيتم وصف موضع جهاز التثبيت لعقد مسبار TCD في مكانه أثناء التجربة. وأخيرا، سيتم وصف تجربة حبس الأنفاس، التي تعد أحد الأمثلة على تجربة التصوير الوظيفي باستخدام fTCD، وسيتم عرض النتائج التمثيلية.
وتشمل الخطوات الحاسمة في البروتوكول 1) العثور على MCA، 2) وضع عصابة الرأس، و 3) أداء المناورة لالتقاط الأنفاس.
قد تكون التعديلات ضرورية اعتمادا على الموضوعات في الدراسة. على سبيل المثال، قد يواجه الأشخاص المصابون بمرض الزهايمر صعوبة في اتباع التعليمات، مما ي?…
The authors have nothing to disclose.
ويستند هذا المشروع إلى البحوث التي تم دعمها جزئيا من قبل محطة التجارب الزراعية نبراسكا بتمويل من قانون هاتش (رقم الانضمام 0223605) من خلال المعهد الوطني للأغذية والزراعة وزارة الزراعة الأميركية.
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 |