Измерение латентного коннектома в центральной нервной системе с использованием нейровизуализации и нейрофизиологических методов

Цели:

Мы предлагаем разработку и оценку экспериментальной и теоретической основы, основанной на МРТ и нейрофизиологии, для измерения периферических и межкортикальных латентных периодов и распределения латентных периодов у живого человека. Это влечет за собой объединение и интеграцию нейрофизиологии и нейровизуализации, чтобы мы могли в конечном итоге создавать матрицы задержки и распределения задержки для центральной нервной системы (ЦНС) с использованием методов нейровизуализации. Нейровизуализация и нейрофизиологические исследования системы периферических нервов (PNS) предоставят важные данные для проверки концепции и проверки этого подхода.

Исследуемая популяция:

Мы намерены обследовать до 40 здоровых добровольцев. Каждый субъект выполнит от 1 до 8 посещений, включающих различные измерения с использованием различных методов нейровизуализации и нейрофизиологии.

Дизайн:

Это предварительное исследование, состоящее из различных измерений с использованием мультимодальных нейрофизиологических методов и методов нейровизуализации. Диффузионная магнитно-резонансная томография (МРТ), МРТ среднего кажущегося пропагатора (MAP), МРТ AxCaliber, МРТ с множественным импульсным градиентом поля и функциональная МРТ в состоянии покоя будут выполняться за 1–2 посещения. В следующие от 1 до 5 посещений мы будем использовать нейрофизиологические методы, включая периферическую электрическую стимуляцию, транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС), электроэнцефалографию (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографию (МЭГ) с различными экспериментальными парадигмами, чтобы коррелировать с латентностью и матрицами распределения латентности, созданными методами нейровизуализации. . Все эти методы являются исследовательскими, и успех или неудача одного из них не имеет непосредственных последствий для других.

Критерии оценки:

Мы будем измерять средний диаметр аксона (AAD) и распределение диаметра аксона (ADD), а также вычислять траектории пути прохождения белого вещества с использованием данных диффузионной МРТ и MAP-MRI, а также использовать функциональную МРТ в состоянии покоя для измерения сигнала, зависящего от уровня оксигенации крови, для определить основные области коры, в которых заканчиваются многие из этих трактов. Для экспериментальных измерений в ПНС после стимуляции периферических нервов будет измерен потенциал действия сложной мышцы или потенциал действия сложного поверхностного нерва на коже. Для ТМС мы будем измерять амплитуду моторного вызванного потенциала (МВП). Кортикальный вызванный потенциал в различных областях коры, индуцированный ТМС, будет измеряться в записях ЭЭГ. Мы будем изучать миллисекундные задержки сцепления между различными областями коры с помощью МЭГ. Мы будем измерять временную и фазовую задержки, рассчитанные по сигналам всей головы субъекта. Будет проведен когерентный анализ корковой активности с записями ЭЭГ и МЭГ между различными областями коры. Мы попытаемся сопоставить измерения МРТ с индивидуальными физиологическими измерениями.