Messung des Latenzkonnektoms im Zentralnervensystem mithilfe von Neuroimaging- und neurophysiologischen Techniken

Ziele:

Wir schlagen die Entwicklung und Bewertung eines auf MRT und Neurophysiologie basierenden experimentellen und theoretischen Rahmens zur Messung peripherer und interkortikaler Latenzen und Latenzverteilungen im lebenden Menschen vor. Dies erfordert die Kombination und Integration von Neurophysiologie und Neurobildgebung, damit wir mithilfe von Neuroimaging-Techniken schließlich Latenz- und Latenzverteilungsmatrizen für das Zentralnervensystem (ZNS) erstellen können. Neuroimaging- und neurophysiologische Studien im peripheren Nervensystem (PNS) werden wesentliche Daten für den Proof-of-Concept und die Validierung dieses Ansatzes liefern.

Studienpopulation:

Wir beabsichtigen, bis zu 40 gesunde Freiwillige zu untersuchen. Jeder Proband wird 1 bis 8 Besuche absolvieren, die verschiedene Messungen mit unterschiedlichen bildgebenden und neurophysiologischen Techniken umfassen.

Design:

Hierbei handelt es sich um eine explorative Studie, die aus verschiedenen Messungen mithilfe multimodaler neurophysiologischer und bildgebender Verfahren besteht. Diffusions-Magnetresonanztomographie (MRT), Mean-Schein-Propagator-MRT (MAP), AxCaliber-MRT, MRT mit mehreren gepulsten Feldgradienten und funktionelle MRT im Ruhezustand werden in 1 bis 2 Besuchen durchgeführt. Bei weiteren 1 bis 5 Besuchen werden wir neurophysiologische Techniken anwenden, darunter periphere Elektrostimulation, transkranielle Magnetstimulation (TMS), Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetenzephalographie (MEG) mit verschiedenen experimentellen Paradigmen, um mit den durch Neuroimaging-Techniken erzeugten Latenz- und Latenzverteilungsmatrizen zu korrelieren . Alle diese Techniken sind explorativ und der Erfolg oder Misserfolg einer von ihnen hat keine unmittelbaren Auswirkungen auf die anderen.

Zielparameter:

Wir werden den durchschnittlichen Axondurchmesser (AAD) und die Verteilung des Axondurchmessers (ADD) messen sowie Bahntrajektorien der weißen Substanz mithilfe von Diffusions-MRT- und MAP-MRT-Daten berechnen und die funktionelle MRT im Ruhezustand verwenden, um das vom Sauerstoffgehalt des Blutes abhängige Signal zu messen Identifizieren Sie hervorstechende kortikale Regionen, in denen viele dieser Bahnen enden. Für Proof-of-Concept-Messungen im PNS werden nach peripherer Nervenstimulation das zusammengesetzte Muskelaktionspotential oder das zusammengesetzte Oberflächennervenaktionspotential auf der Haut gemessen. Bei TMS messen wir die Amplitude des motorisch evozierten Potenzials (MEP). Das durch TMS induzierte kortikale evozierte Potenzial in verschiedenen kortikalen Bereichen wird in EEG-Aufzeichnungen gemessen. Wir werden Kopplungsverzögerungen im Millisekundenbereich zwischen verschiedenen kortikalen Bereichen mit MEG untersuchen. Wir werden Zeit- und Phasenverzögerungen messen, die aus Ganzkopfsignalen im Probanden berechnet werden. Es wird eine Kohärenzanalyse der kortikalen Aktivität mit EEG- und MEG-Aufzeichnungen zwischen verschiedenen kortikalen Bereichen durchgeführt. Wir werden versuchen, MRT-Messungen mit den einzelnen physiologischen Messungen zu korrelieren.