Neue Forschung zeigt, wie zwei sehr unterschiedliche Methoden zur Messung der Aktivität des Gehirns können aussagekräftige Daten über Gehirn-Netzwerke gleichzeitig.

Funktionelle Magnetresonanztomographie und Elektroenzephalographie werden verwendet, um Informationen auf sehr unterschiedliche Aspekte der neuronalen Kommunikation zwischen den Hirnarealen. die fMRT erfasst sehr langsam, Aspekte der Kommunikation, basierend auf Neuronen „Energie-Ausgaben, während der EEG-Maßnahmen direkt Neuronen“ schnelle Kommunikation in Echtzeit von der elektrischen Signale des Gehirns. Forschern vom Beckman Institute for Advanced Science and Technology haben einen neuen Ansatz entwickelt, um Blick auf beide Arten zu Messen, Gehirn-Kommunikation gleichzeitig.

Die Studie „Concurrent EEG – und fMRT-derived functional Connectome Ausstellung verknüpft dynamics“ veröffentlicht wurde in NeuroImage.

„In den letzten zwei Jahrzehnten immer häufiger geworden, zu schauen, welche verschiedenen Regionen des Gehirns miteinander kommunizieren, anstatt sich auf die Aktivierung von einzelnen Regionen. Das connectome beschreibt die Gesamtheit der verbindungen in alle Regionen des Gehirns“, sagt Sepideh Sadaghiani, assistant professor für Psychologie an der University of Illinois at Urbana-Champaign, wer führt die CONNECT-Labor am Beckman-Institut. „Leider, ist es schwierig, zu schauen, fMRT-und EEG-Connectome gleichzeitig.“

EEG misst die elektrischen Signale, die von Neuronen in das Gehirn. Jedoch, die MRI-Scanner verwendet werden für fMRI-Messungen stören die EEG-Signale, weil die Scanner verwenden, die magnetische Felder erzeugen, Ihre eigenen Strömungen. Als Ergebnis, Artefakte produziert werden.

„Wir sahen, wie die fMRT connectome über die Zeit verändert und ob diese Veränderungen werden begleitet von Veränderungen in elektrophysiologischen Connectome, gemessen durch EEG,“ Sadaghiani sagte.

Sahen die Forscher, dass, obwohl die fMRT-abgeleitet Connectome kritisiert wurden in der Vergangenheit für die Geräuschentwicklung, die Veränderungen in der connectome im Laufe der Zeit beziehen sich auf tatsächliche Veränderungen in der neuronalen Aktivität, die gemessen wurden durch das EEG. Ebenso EEG-abgeleitete Connectome, die zuvor dafür kritisiert, räumlich unpräzise Messungen der Gehirn-Kommunikation, sind auch sinnvoll in das Studium der whole-brain Connectome, denn Sie korrelieren mit der fMRT connectome änderungen.

„Die Korrelation bestätigt, dass die Schwächen der beiden Methoden überwunden werden können und wir erhalten aussagekräftige Daten,“ Sadaghiani sagte.

Die Forscher Interessierte bei der Verbesserung der Grenzen der beiden Methoden weiter. „fMRI benutzt wird, um auf sehr spezifische Regionen des Gehirns, sind ein paar Millimeter in der dimension. Auf der anderen Seite, EEG-Signale können nur einen Blick auf die großen Regionen des Gehirns“, Sadaghiani sagte. „Wenn wir das vergleichen müssen Connectome erhalten aus den beiden sets von Daten, wir verlieren die räumliche Präzision der fMRT. Umgekehrt EEG misst sehr schnelle änderungen in der Connectome in der Erwägung, dass die fMRT ist von Natur aus langsam. Folglich,, wenn Vergleich Connectome änderungen in der EEG-und fMRT-wir verlieren möglicherweise die zeitliche Auflösung des EEG.“

„Diese neue Erkenntnis, dass beide Modalitäten können zuverlässig änderungen verfolgen von Gehirn-Kommunikation bietet eine solide Grundlage für zukünftige Studien, die Erforschung der menschlichen Kognition und Gehirn-Erkrankungen“, sagte Jonathan Wirsich, ein Postdoc-research associate im CONNECT-Labor.