7t Anatomo-funkční charakterizace struktur v síti pozorování akce (7T-ATHENA)

U zdravých lidí se mozkové funkční reprezentace akcí, buď provedených nebo pozorovaných, spoléhá na síť pozorování lidských akcí (AON). Několik studií prokázalo, že aktivace AON je zásadní pro porozumění akci a pro podrobení napodobování pozorováním nových motorických dovedností. Demonstrace aktivace tohoto obvodu u pacientů s motorickými poruchami otevřela cestu k novým rehabilitačním protokolům na základě pozorování smysluplných akcí následovaných jejich provedením (pozorování napodobování), často označované jako terapie akční pozorování (AOT). V posledním desetiletí byl AOT široce používán u dospělých pacientů s mozkovou příhodou i u dětí s mozkovou obrnou (CP). Celkově tyto studie prokazují významné zlepšení motoru po terapii, které je udržováno při sledování.

Studie funkčního zobrazování magnetické rezonance (fMRI) na účinky AOT zjistily pozitivní korelaci mezi funkčními zlepšeními manuálních schopností těchto pacientů a rozšířením pohybových oblastí mozku, což naznačuje, že AOT může podpořit aktivaci mechanismů mozkové plasticity a nálezem a Funkční reorganizace kortikálních oblastí odpovědných za pohyby. Studie fMRI nedávno prokázaly, že také další oblasti mozku, jako je mozek, thalamus a bazální ganglie, patří do AON.

Navzdory četným studiím AON jsou jemnozrnné detaily této komplexní sítě, zejména na subkortikální úrovni, a vzájemné interakce mezi různými oblastmi mozku jsou do značné míry neznámé. Kromě toho nejsou k dispozici žádné studie na úrovni submillimetrů týkajících se zapojení subkortikálních struktur. Ve srovnání s systémy s nižším magnetickým polem umožňuje magnetická rezonance (UHF-MR) v poměru pozoruhodného zisku z hlediska poměru signálu k šumu (SNR). Toto významné zvýšení SNR způsobuje velké zlepšení všech zobrazovacích parametrů a lze jej využít zvyšující se prostorové a/nebo časové rozlišení. Navíc v 7t pomáháme také zmocněné citlivosti signálu k modifikaci složení tkáně, které lze přeložit do nových nebo vylepšených kontrastů, jako je zobrazování vážené citlivosti.

Technika fMRI je pokročilá metoda MR, která těží z používání UHF díky pozitivní kombinaci zvýšené SNR a zvýšené citlivosti na účinek vytvářející kontrast (tučný efekt).

Bylo prokázáno, že zvýšení prostorového rozlišení UHF fMRI umožňuje popsat funkční architekturu mozkové kůry v mezoskopické (submillimetrové) stupnici, a proto odhaluje kortikální sloupce-laminar fMRI profily a segmentují subkortikální struktury. Jejich funkční selektivita na externí podněty a topografické organizaci a studovat kůru. Navíc zvýšení citlivosti fMRI v 7T umožňuje získat statisticky významné funkční mapy aktivace mozku nejen ve skupinách subjektů, ale také v jednotlivých subjektech a jednotlivých událostech, a otevírat nové perspektivy při použití fMRI pro klinické účely.

Cílem této studie je použít 7t fMRI k porozumění mechanismům funkční organizace obvodu AON, a zejména vztahu mezi mozkovou kůrou a jinými strukturami, jako jsou subkortikální jádra a mozečka, a pro prozkoumání, jak se tato organizace mění v Přítomnost lézí získaných v raném věku, například u pacientů s mozkovými lézemi, které vznikly v předběžném nebo perinatálním období, jako je mozková obrna (CP).

Máme v úmyslu zaregistrovat 28 zdravých lidských subjektů a 12 adolescentů nebo mladých dospělých s CP. Všichni účastníci provedou skenování MRI 7 TESLA s funkčním a anatomickým vyhrazeným protokolem a pacienti CP budou mít před zkouškou MRI komplexní klinické posouzení.

Protokol MR obsahuje 3D MR sekvence s velmi vysokým prostorovým rozlišením. K zvýraznění a segmentu malých substruktur se používají zejména T1-vážené sekvence s velikostí izotropního voxelu 0,8 mm, ale zároveň hodnotí dodržování subjektů, zejména pacientů, při udržování pozice pro dlouhé získávání, aniž by se zavázaly, aniž by se zavedly pohybové artefakty. Analogicky se pro podrobnou studii lézí u pacientů s CP získávají 3D sekvence Flair.

Akvizice fMRI u lidí se provádějí pomocí sekvencí gradientního echo-planárního zobrazování (GRE-EPI) s prostorovým rozlišením v závislosti na cíli každé funkční série a použití technik zrychlení zobrazování jako smyslů a přístupu k více pásmu. Pro studium funkční konektivity a celého obvodu AON, komplexního mozečku, budeme upřednostňovat pokrytí celého mozku a relativně krátké časové rozlišení (1-1,5 sekundy) s prostorovým rozlišením 1,5 mm izotropní voxel. Na druhé straně pro malé studie podstruktury a laminárních sloupců optimalizujeme získávání fMRI s velikostí izotropního voxelu 0,7-0,9 mm.

Jako funkční úkol používáme paradigmata již popsaná v předchozích studiích a přizpůsobena pro skener 7T.

Vizuální podněty jsou prezentovány v binokulárním vidění pomocí brýlí kapalinového cristal (LCD) (Technologie Visuastim-SVGA-Resonance, USA). Účastníci pozorují krátké videoklipy (trvají každý 4 s), které ukazují unimanuální nebo bimanuální akce prováděné herec, z subjektivního hlediska. Pozorované účinky spočívají v uchopení a používání různých nástrojů (např. Kladivo, pomocí šroubováku, otevření nádoby atd.) Nebo jako kontrolní podmínky pozorování statického počátečního rámce každého klipu. Objekty mají různé barvy, aby se zabránilo vizuální adaptaci. Vizuální charakteristiky každého videa jsou vyvážené mezi experimentálními podmínkami pro kontrolu účinků jasu, kontrastu, ostrosti a množství vizuálních informací. Během období odpočinku musí účastník při absenci experimentálních podnětů fixovat bílý kříž na černém pozadí. Během celé akvizice fMRI je výkon subjektu vizuálně kontrolován experimentátorem a kinematické parametry jsou zaznamenány pomocí kamer kompatibilních s MR.