Sondering hjärnan i Autism Med fMRI och diffusion tensor imaging

Summary

Neuroradiologiska tekniker, såsom funktionell MRI och diffusion tensor imaging har blivit allt mer användbar i karakterisera den kognitiva och neurala underskott i autism. En undersökning av hjärnan anslutning i autism på nätverksnivå tillsammans med anpassningar för skanning barn med utvecklingsstörning presenteras.

Abstract

Nya framväxande teorier tyder på att hjärnan inte fungerar som en sammanhållen enhet i autism, och denna obalans speglas i beteendemässiga symtom som visas av personer med autism. Även strukturella neuroradiologiska fynd har gett en del inblickar i hjärnan avvikelser i autism, är konsekvensen av sådana fynd ifrågasättas. Funktionell neuroradiologiska, å andra sidan, har varit mer givande i detta avseende, eftersom autism är en störning av dynamiska bearbetning och möjliggör undersökning av kommunikation mellan kortikala nätverk, som verkar vara där det underliggande problemet uppstår i autism. Funktionell anslutning definieras som tidsmässig korrelation av rumsligt skilda neurologiska events1. Fynd från ett antal av de senaste fMRI-studier har stött tanken att det finns svagare samordning mellan olika delar av hjärnan som borde arbeta tillsammans för att utföra komplexa sociala eller språkliga problem ^2,3,4,5,6. En av de mysterier av autism är samexistensen av underskott på flera områden tillsammans med relativt intakt, ibland bättre, förmågor. Sådana komplexa manifestation av autism kräver ett globalt och omfattande undersökning av sjukdomen på neurala nivå. En övertygande senaste hänsyn hjärnan fungerar i autism, ger kortikala underconnectivity teori, ^2,7 en integrerande ram för neurobiologiska grunden för autism. Den kortikala underconnectivity teorin om autism tyder på att något språk, social eller psykologisk funktion som är beroende av integration av flera områden i hjärnan är känslig för störningar som ökar bearbetning efterfrågan. I autism kan underfunktion i integrativ kretsar i hjärnan orsakar utbrett underconnectivity. Med andra ord, kan personer med autism tolka information på ett splittrat sätt på bekostnad av helheten. Sedan kortikala underconnectivity mellan hjärnregioner, särskilt frontala cortex och bakre områdena ^3,6, har nu varit relativt väl etablerade, kan vi börja att ytterligare förstå hjärnan anslutning som en kritisk komponent av autism symtom.

Ett logiskt nästa steg i denna riktning är att undersöka de anatomiska anslutningar som kan medla den funktionella anslutningar som nämns ovan. Diffusion Tensor Imaging (DTI) är en relativt ny neuroimaging teknik som hjälper till att söka av diffusion av vatten i hjärnan att sluta sig till integritet vita substansen fibrer. Med den här tekniken är vatten diffusion i hjärnan undersöks i flera riktningar med hjälp av diffusion gradienter. Medan funktionell uppkoppling ger information om synkronisering av hjärnans aktivering inom olika områden i hjärnan under en uppgift eller vid vila, hjälper DTI att förstå de bakomliggande axonal organisation som kan underlätta cross-talk mellan områden i hjärnan. Denna uppsats kommer att beskriva dessa tekniker som värdefulla verktyg för att förstå hjärnan vid autism och de utmaningar som denna forskningsinriktning.

Protocol

1. Speciella tekniker för scanning Personer med utvecklingsstörning: Medan neuroimaging sig är en komplex teknik med användning av MRT för att skanna av barn och personer med utvecklingsstörningar kan vara extremt challenging.The största problemen är: 1) Chef rörelse: människor med sjukdomar, särskilt barn, kan ha svårt att hålla kvar i den fMRI skanner under en skanning session. Detta kan resultera i huvudet rörelse som i sin tur kan påverka kvaliteten på de uppgifter, 2) Barn…

Discussion

De metoder och förfaranden som beskrivs i detta dokument är förankrade i grundläggande principerna för kognitiv neurovetenskap och hjärnavbildning. Sammantaget ger dessa metoder ger en övertygande ram för att bedöma hjärnans funktion på systemnivå hos barn, vuxna och hos personer med sjukdomar. Studier grundad i dessa metoder har varit särskilt inflytelserika i kännetecknar disharmoniska hjärnans funktion hos personer med autism.

Även om de tekniker som presenteras här är ?…