Humán agyi MRI módszerek Funkcionális MRI – II. Agyterületek közötti funkcionális kapcsolatok erősségének mérése nyugalmi állapotban Szinkronizált intrinzik neurális aktivitás a közvetlenül anatómiailag és/vagy funkcionálisan kapcsolatban lévő agyi területek között Zhang & Raichle, Nature Review Neurology, 2010
Humán agyi MRI módszerek Funkcionális MRI – II. A DMN hálózaton belüli funkcionális kapcsolatok Alzheimer betegségben Green voxels represent the group default mode network (DMN). Blue voxels show clusters of decreased functional connectivity (FC) in Alzheimer’s disease (AD) compared with controls Binnewijzend et al 2012
A resting state fMRI neurális háttere Infra-lassú fluktációja az elektrokortikográfiával mért lokális kérgi aktivitásnak a default mode hálózatban (DMN) Ko et al., 2011
A resting state fMRI neurális háttere Resting state MEG funkcionális hálózatok Brookes et al., 2011
Measuring intrinsic functional connectivity: seed based resting state fcMRI Preprocessing, analysis: Noise (artificial correlation, confounds) can be attenuated by: Regressing out Motion correction parameters Phys. monitoring data (respiration, pulsoxy) RETROICOR White matter signal Liquor signal Global (and/or gray matter) signal Bandpass filter: [0.009Hz 0.08Hz] Defining ROIs based on task-dependent localizers or anatomical landmarks: roi size! Cross-correlation
Functional intrinsic connectivity predicts behavior/skills/pathology
Intrinsic connectivity (fcMRI) – working memory capacity Supplemental motor area / Cingulate cortex Memory capacity Insula Correlation of SMA/ACC and insula connection strength with visual working memory capacity
Intrinsic connectivity (fcMRI) – visual working memory capacity Supplemental motor area / Cingulate cortex Memory capacity Parietal cortex Correlation of SMA/ACC and parietal cortex connection strength with visual working memory capacity
Intrinsic connectivity (fcMRI) – behavior correlation Minél nagyobb a R-FFA – L-FFA közötti resting state kapcsolaterősség, annál kevésbé figyelhető meg zajhatás, azaz kevésbé csökken a teljesítmény zajos arcok esetén a controlhoz viszonyítva. Head-motion vs cortex Head-motion vs global signal
Confounds in rs-fcMRI vs stimulus evoked responses Head motion correction parameters White matter signal Liquor signal Global (and/or gray matter) signal Phys. monitoring data (respiration, pulsoxy) RETROICOR Bandpass filter: [0.009Hz 0.08Hz] Unlike classical (extrinsic) stimulus/task driven designs, fcMRI model (reference seed) is inherently captures acquisition noise
Functional intrinsic connectivity predicts VM task related activity Intra-parietal sulcus Insula
Functional intrinsic connectivity predicts VM task related activity
Functional intrinsic connectivity (fcMRI) predicts VM task related activity Supplemental motor area / Cingulate cortex Insula