脳血流をモニタリングするための機能性経頭蓋ドップラー超音波
Summary
機能的経頭蓋ドップラー超音波は、基底脳動脈内の脳血流の刺激誘発変化の高い時間分解能測定を伴う他の機能的画像性を補完する。この方法の論文は、機能的な経頭蓋ドップラー超音波を使用して機能的な画像化実験を行うためのステップバイステップの指示を与える。
Abstract
機能的経頭蓋ドップラー超音波(fTCD)は、経頭蓋ドップラー超音波(TCD)を使用して、身体運動、皮膚の触覚センサーの活性化、および画像の視聴などの刺激中に起こる神経活性化を研究する。神経活性化は、脳血流速度(CBFV)の増加から推測され、脳の領域を供給する感覚入力の処理に関与する。例えば、明るい光を見ると、大脳皮質の後頭葉の神経活動が増加し、後頭葉を供給する後大脳動脈の血流が増加する。fTCDでは、CBFVの変化は、脳血流(CBF)の変化を推定するために使用される。
主要な大脳動脈における血流速度の高い時間分解能測定により、fTCDは他の確立された機能的イメージング技術を補完する。この方法の論文の目的は、fTCD を使用して機能的なイメージング実験を行うための手順を説明することです。まず、中大脳動脈(MCA)を同定し、信号を最適化するための基本的なステップについて説明する。次に、実験中にTCDプローブを所定の位置に保持するための固定装置の配置について説明する。最後に、fTCDを用いた機能的イメージング実験の具体例である呼吸保持実験を実証する。
Introduction
神経科学の研究では、多くの場合、様々な環境で非侵襲的にリアルタイムの脳活動を監視することが望ましいです。しかし、従来の機能的神経イメージングモダリティは、局所的および/または迅速な活動変化をキャプチャする能力を妨げる限界を有する。機能的磁気共鳴画像法(fMRI)の真の(非ジッタ、非遡及的)時間分解能は、現在数秒1の順序であり、一時的な神経活性化に関連する一時的な血行力変化を捉えない可能性がある。別の例では、機能近赤外分光法(fNIRS)は高い時間分解能(ミリ秒)と合理的な空間分解能を有するが、大脳皮質内の血行力学的変化しか探査できず、脳を供給する大動脈で起こっている変化に関する情報を提供することはできない。
これに対し、fTCD(神経イメージングモダリティに分類される)は、「画像」でより身近な2つの直交空間的方向ではなく、時間と空間の寸法を指します。fTCDは、基礎脳循環の血管内の正確な位置で高い時間的解像度(通常は10ms)の血行力学的変化を測定することによって、他の神経イメージングモダリティに補完的な情報を提供する。他の神経イメージングモダリティと同様に、fTCDは言語関連タスク2、3、4、様々な体性感覚刺激5に応答した神経活性化の研究、視覚タスク6、精神課題7、さらにはツール産生8などの様々な認知刺激における神経活性化を探求するなど、脳活性化の横化を研究するなど、様々な実験に使用することができる。
fTCDは、機器の低コスト、移植性、安全性の向上(和田試験3 または陽電子放出断層撮影(PET)スキャンと比較して)を含む機能的イメージングに使用するためのいくつかの利点を提供しますが、TCDマシンの操作には、実際に得られたスキルが必要です。TCDオペレータが学ばなければならないこれらのスキルのいくつかは、様々な大脳動脈を識別する能力と、関連する動脈の探索中に超音波プローブを正確に操作するために必要な運動能力を含む。この方法の論文の目的は、fTCDを使用して機能的なイメージング実験を行う技術を提示することです。まず、大脳半球9の80%を占めるMCAからの信号を識別し、最適化するための基本的な手順がリストされます。次に、実験中にTCDプローブを所定の位置に保持するための固定装置の配置について説明する。最後に、fTCDを用いた機能的イメージング実験の一例である呼吸保持実験について説明し、代表的な結果を示す。
Protocol
Representative Results
Discussion
プロトコルの重要なステップには、1)MCAを見つけ、2)ヘッドバンドを配置し、3)呼吸保持操縦を行う。
研究の対象によっては、修正 が必要な場合があります。例えば、アルツハイマー病の被験者は指示に従うことに困難を有し、呼吸保持指示15に準拠することを確実にするためにカプノグラフの使用を必要とする。幼い子供たち?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
このプロジェクトは、ネブラスカ州農業実験場が、USDA国立食糧農業研究所を通じてハッチ法(加盟番号0223605)からの資金援助を受けた研究に基づいています。
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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