側頭葉てんかんにおける機能的結合MRIを用いてデフォルトモードネットワークのネットワーク解析
Summary
側頭葉てんかん（TLE）でのデフォルトモードネットワーク（DMN）は、シードベースの機能的結合、MRI（fcMRI）を用いて脳の静止状態で分析されている。
Abstract
機能的結合、MRI（fcMRI）は時間の経過とともにBOLD信号変動の相関関係に基づいて、異なる脳領域の接続性を検証したfMRI法である。側頭葉てんかん（TLE）は、成人てんかんの最も一般的なタイプであり、複数の脳のネットワークを必要とする。デフォルトモードネットワーク（DMN）は、意識、休止状態の認知に関与し、発作が意識障害を引き起こすTLEに影響すると考えられている。てんかんにおけるDMNはfcMRIベースの種子を用いて調べた。 DMNの前部および後部ハブは、この分析においてシードとして使用した。結果は、基底状態の間TLEにおけるDMNの前部と後部のハブ間の切断を示しています。また、右TLEに接続機能の低下に伴い、左TLEで他の脳領域にDMNの接続性を増加が明らかにされています。分析では、種子をベースfcMRIは、TLEなどの脳障害で、脳のネットワークをプローブするために使用する方法を示します。
Introduction
機能的結合、MRI（fcMRI）は、自分の血液酸素化レベル依存（BOLD）信号時系列の類似性に基づいて、異なる脳領域間の関係を定量化fMRIのデータへの比較的最近の分析的なアプローチである – これが「機能」接続と呼ばれ、さ地域間の物理的な接続が存在することを説明し、解剖学的接続性（ 例えば 、白質繊維）と区別。参加者がタスクに従事またはいわゆる「休止状態」になっていないときにこのアプローチの特別な用途では、時系列に収集される。
まず1995年1で説明したが、2012年に技術に関連する約千の出版物に生じたfcMRIで絶大な関心が高まっている。fcMRIは（1）を実施すべき特定のタスクが存在しないこと、（中のタスクベースのfMRIの上本質的な利点があります。 2）被験者の協力がある必要ではない、（3）データセットは、複数の異なるネットワークを照会するために使用することができ、対雑音比（4）より良好な信号は、関与する脳のエネルギー特性の違い、およびタスク関連交絡2の（5）を迂回する可能性が存在する。そのコンセプトの証明として、fcMRIの変化は、脳内の脳波3の変化や局所電場電位4に対応することが示されている。
fcMRI分析の技術は、ROI /シードベースの技法、独立成分分析（ICA）、グラフ理論分析、グレンジャーの因果性分析、ローカルメソッド（低周波数変動、地域の均質性解析の振幅）、およびその他5が挙げられる。最も一般的な方法は、種子をベースとICA方法6であるが、単一の技術はまだ、別のもの上の明確な優位性を実証していない。シードベースfcMRIは「シードと呼ばれる研究対象の推定のネットワークの事前に選択された部分から、BOLD信号の時間的な変動を相関させる1;あるいは脳の他のすべての部分を「関心領域（ROI）」。シード領域に相関するBOLD信号を示す脳の領域が関与するネットワークの一部を画定すると考えられている。これとは対照的に、ICAは、脳全体5の血行力学的信号特性を分析することによって、時空間的に相関する脳領域（独立成分、IC）を抽出するために、モデルフリーデータ駆動型解析を使用しています。
現在の原稿では、TLEにおけるDMNの休止状態の種ベースの接続解析の以前に発表された研究で使用される方法の説明は7を発表している。 TLEは、成人てんかんの最も一般的な形式です。発作に加えて、TLEは、メモリ、行動、思考、および感覚機能8を含む複数の脳のネットワークの機能不全を引き起こします。 DMNは意識的、安静状態の認知をsubserving脳領域によって構成されている。 DMNは、減少conscに関連した発作に関与することが報告されています9,10 iousness。さらに、海馬はTLEに関与する重要な構造であり、DMNの成分であると考えられてきた。しかし、海馬へのPCCの接続性は、内側前頭前と下頭頂皮質のような他のDMN成分と比べて弱い。これは、海馬がDMNのサブネットワークまたは相互作用ネットワーク11,12のいずれかであることを示唆している。 TLEとDMNの間、これらの共通点は、DMNの機能的結合がTLEで変更される可能性を高めています。この分析は、TLEにおけるDMNの関与への洞察を得るために、健康な対照にTLEを有する対象のDMNを比較します。 DMNのチーフハブに配置された種子の接続性-前部と後部ハブ領域は12を分析した。種子はretrosplenium /楔前部（RSP / PCUN）だけでなく、TLEを有する患者とIN腹内側前頭前野（vmPFC）からなる前部ハブからなる後部ハブに入れたDMNの後部と前部のサブネットワークを識別するために、健常対照。
Protocol
Representative Results
Discussion
てんかんは、ネットワーク疾患であると考えられており、関係するネットワークの異常が発作時および発作状態21に存在しているされている。タスクベースのfMRIは、TLE 8言語及びメモリネットワークの異常を解析するために使用されている。 FcMRIは、静止状態での、主にアクティブなネットワークであるとしてDMN 12の研究に固有の利点を持っています。 DMNは放置され?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NIH-NINDS K23グラントNS044936（JMS）、この研究のための資金は、 アメリカのてんかん財団、医学計算および統合生物医学研究センター（CIBR）シード·グラント賞（ZH）のベイラー大学から提供された。 エリザベス ピアース（UCLA）： およびLeffはファミリー財団（JMS）は、 データ取得がによって支援された。
Materials
| MRI machine |
| Linux workstation with image analysis software installed |
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