神经科学家定义了 EEG-fMRI 成像的安全协议 2024-04-24 01:25:16 近年来,一种叫做多波段multi-band (MB) 成像的新型扫描技术在功能性磁共振成像(fMRI)领域取得了巨大的进步。功能磁共振成像(fMRI)是一种新兴的神经影像学方式,其原理是利用磁振造影来测量神经元活动所引发之血液动力的改变。该项技术实施起来比较缓慢。由心理学助理教授Sepideh Sadaghiani领导的心理学家和神经科学家团队发表了一项研究,以确定安全使用脑电图与新开发的功能性磁共振成像序列。 而有了新的MB fMRI成像序列,科学家可以更快、更高分辨率地扫描大脑,从而更详细地了解大脑的组织和功能。Sadaghiani 助理教授实验室正在将这种更快的fMRI 扫描与 EEG 数据结合起来,以快速获取有关大脑中电信号的信息。由于MB fMRI 成像是一项新技术,因此安全地使用它需要重新检查现有协议。实验表明,增加MB序列的速度可以比单波段序列更快地加热身体和脑电图电极。这与电极放置在受试者头部的时间有关,当fMRI 成像与 EEG数据采集相结合时会发生这种情况。 上图为不同条件下连续测量的总过程用颜色编码,分别为MB序列(红色)、SB序列(蓝色)和无扫描的休息时间(绿色)。从A到C的三个实验中ECG 电极具有最长的引线和最高的加热电位。实验 A、B 和 C 分别另外测量了 TP7、TP8 和 FP2 的温度。可以看到,在所有实验中,电极的温度在扫描期间升高。这使得更快的MB成像成为一把双刃剑,虽然加快了成像过程,然而需要通过控制脑电图电极的加热来保持安全使用。研究人员通力合作,为神经科学评估技术建立了安全和数据质量标准,这将允许科学家能够使用MB EEG-fMRI 在使用这种技术时预测加热输出,并设计协议以将加热降低到单波段水平。为了预测用新的操作序列实现的加热,研究小组使用单波段和MB序列进行了比较加热研究。对比研究表明,在使用特定的操作序列时,MB成像中看到的加热与单波段成像中看到的加热相当。该团队还减少了由于采用这些复杂成像技术而观察到的伪影的存在,帮助使用安全的多波段成像序列定义可接受数据的标准。在使用 MB 序列同时进行 fMRI 记录,单个人类受试者在闭眼静息状态下的 EEG 对数功率谱图。上图频谱图显示为 (A) 未去除伪影的原始 EEG 数据,(B) 剔除了GA伪影但在 BCG 校正之前的 EEG 数据,以及 (C) GA 和 BCG 伪影校正后的干净 EEG 数据。每个道对应60个头皮通道中的一个(1个由于噪声过大而被排除在外)。(D)显示清洗后的脑电图数据在10Hz下的头皮地形图。伪影校正(C)和后部地形(D)后出现的~10Hz显著功率峰更清晰,与闭眼静息状态下α节律的光谱优势一致。虚线表示射频重复伪影在15.9 Hz的频率。该主题对应于下图中的主题 2。 在使用 MB 序列同时进行 fMRI 记录期间,所有人类受试者在闭眼静息状态下的 EEG 对数功率谱图和地形图。(A)每个受试者8个后通道的平均功率谱密度(O1, O2, Oz, PO3, PO4, PO7, PO8, POz)。星点代表个体受试者在α波段(8-12 Hz)内的最大值,即个体α峰值。虚线表示扫描器在15.9 Hz时的伪影。(B) 9名受试者在单个alpha峰值频率下使用所有通道的相应头皮地形图。Sadaghiani表示“这项安全性研究通过同时记录 EEG 和加速 fMRI,促进了对大脑功能的全面了解。例如,我们的实验室使用这种方法以前所未有的空间和时间分辨率研究人脑的连接组(全脑神经连接模式)。”参考文献Egan MK, Larsen R, Wirsich J, Sutton BP, Sadaghiani S (2021) Safety and data quality of EEG recorded simultaneously with multi-band fMRI. PLOS ONE 16(7): e0238485.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0238485https://medicalxpress.com/news/2021-09-neuroscientists-safe-protocol-eeg-fmri-imaging.html 不用于商业行为,转载请联系后台 赞 (0) 相关推荐 Human Brain Mapping: 自发性大脑活动的有向功能连接 在过去的几十年中,大量的fMRI研究已经表明自发性大脑活动以特定脑区信号之间的同步化增强为特点,而这些在静息状态下表现出活动信号同步化增强的脑区称之为静息态网络(resting-state netwo ... 从谎言到真相,破译说谎的认知密码 撰文丨陳皮半夏(北京大学 神经生物学博士生) 责编丨赵钰茜 排版丨夏獭 Outline(又称太长不看版): 说谎是一种复杂的执行控制(executive control)行为,涉及多项认知能力(比如抑 ... NeuroImage:警觉性水平对脑电微状态序列调制的证据 <本文同步发布于"脑之说"微信公众号,欢迎搜索关注~~> 大脑的瞬时整体功能状态反映在其电场构型中,聚类分析方法显示了四种构型,称为脑电微状态类A到D.微状态参数的变化 ... 《科学》子刊:“皮皮虾眼摄像头”让癌细胞无处逃!科学家模仿皮皮虾眼睛成像原理,开发手术中精准区分癌组... 人的能力是有极限的,所以我不做人--抱歉,刷了一晚上动画隔夜就容易串词儿,不过在奇点糕看来,承认局限性并且不断提升,正是现代医学最可贵的特质. 比如给癌症患者做手术之前,医生不会保证说"10 ... 神经科学家成功跟踪到了思想在人脑中的运动 一项以正在接受手术的癫痫患者为对象的研究,给了神经科学家一个机会,让他们能以前所未有的细节追踪思想在人脑中的运动,从灵感到反应. 2018年发表的一项研究结果证实了,前额叶皮层作为不同区域之间复杂互动 ... 让我的大脑更年轻的习惯——神经科学家布赖恩·佩尼的经历 五年来,Brian Penny 经常从事正念练习,因此,如 MRI 扫描所示,他的大脑年轻了 6 岁. Brian Penny brianpennie.com Brian Penny 是一位神经科学家 ... 韩济生院士:再下一城,93岁神经科学家将针灸切入孤独症治疗 93岁的韩济生院士,走路依然很稳健,在会场上下台的时候,才偶尔让人扶一把.在北大博雅国际酒店的展台前面,参会者争相与其合影,韩济生院士也是笑盈盈地配合着. 从观众的角度来看,他的身体情况还不错.在6月 ... 神经指南:神经结节病定义和诊断标准共识 概述多数具有典型临床表现的结节病患者诊断不难,然而,由于不典型的临床表现或者类似的疾病,使得结节病的诊断具有挑战性,对于神经结节病(Neurosarcoidosis,NS)而言上更为突出.虽然关于NS ... 脑科学的未来:对7位神经科学家的访谈 SUBSCRIBE to US 本文原刊于<信睿周报>第41期,转载自<信睿周报>公众号 过去几十年,神经科学在生理.认知和疾病研究领域取得了很多激动人心的进展,但其在理论.技 ... 《细胞》:改写理论,华人神经科学家揭示大脑处理语音的运行机制 ▎药明康德内容团队编辑 顶尖学术期刊<细胞>近日发表了一篇由知名华人学者,神经外科学家Edward Chang教授领衔的研究论文.在对经过大脑手术的9名患者进行了多年研究之后,科学家们提出 ... 法国神经科学家米歇尔·德斯穆格说:“今天... 法国神经科学家米歇尔·德斯穆格说:"今天的少年和儿童是人类历史上第一个智商比上一代更低的世代." 德斯穆格认为,网络时代越来越多的电子产品对下一代孩子的脑部发育有负面影响.他说,在 ... 科学家采用非入侵性成像技术 首次找到实时观察植物“喝水”的方法 据外媒报道,诺丁汉大学的科学家们成为世界上第一批找到观察植物根部如何在细胞水平上吸水和循环的方法的研究人员,这可能有助于识别未来的抗旱和抗涝作物.无法在不损坏标本的情况下监测根部的吸水情况,一直是寻求 ...