结合三种技术促进大脑成像精度

研究人员报告说,他们已经开发出一种方法结合三个脑成像技术来更精确地捕捉大脑对刺激的反应的时间和位置。他们的研究是第一个合并这三个被广泛使用的同时成像的大脑活动的技术。这项工作发表在《华尔街日报》人类大脑图谱。

新“三峰”的方法结合了功能性磁共振成像,脑电图和第三个技术,叫做厄洛斯,跟踪的表面附近的神经元的活动大脑使用近红外光。

“我们知道,功能磁共振成像是非常好的在告诉我们大脑的事情正在发生,但信号相当缓慢,“博士后研究员马修·摩尔说,这项研究的第一作者,伊利诺伊大学香槟分校进行的贝克曼研究所的先进的科学和技术。”,当我们测量电活动通过脑电图,非常擅长告诉我们当事情发生——这是不准确的。”

第三种方法,称为与事件相关的光信号,提供了一个衡量空间信息,类似于功能磁共振成像,但像脑电图,可以更准确地评估大脑反应的时间。这有助于研究人员填空留下的其他两种技术,摩尔说。结果是一个清晰的大脑的不同部位被激活和相互沟通当个人从事认知任务的注意力这种情况下,通过情感具有挑战性的信息。

功能性核磁共振捕获信号流的含氧血液在大脑中当一个人看到或对刺激作出响应。这个信号是非常有用的决定的大脑结构被激活,摩尔说。

“血氧水平的变化发生在一段时间内的秒,但实际上大脑反应在几百毫秒,”他说。这种大脑活动和氧化信号之间的滞后意味着fMRI无法发现变化发生的速度比秒。

“另一方面,脑电图非常擅长告诉我们当事情发生,”摩尔说。“但我们收集从传感器放置在头皮上,我们得到一个求和的活动,所以,我们在厘米的头皮模糊。”

第三种技术,厄洛斯,是由两个新报告的合著者,美国即心理学教授莫妮卡Fabiani和Gabriele•格拉顿。这种方法——附近照红外线进入大脑和措施光散射的变化,神经活动的反映。厄洛斯提供了准确的信息,大脑的反应,但它只能穿透几厘米以下头皮,所以它不能检测到事件发生更深的大脑中,功能磁共振成像可以,研究者说。

结合三种技术没有简单的任务。有有限的可用空间在头皮上各种电极和传感器,脑电图和厄洛斯设备必须符合一个fMRI线圈和不能包含任何磁性金属,研究人员说。在一段几年,研究人员发现一种包括厄洛斯补丁,可以分享空间脑电图电极在头皮上。他们测试了三种技术的不同组合来决定如何交织在一起,如何解释的信息通过不同的渠道。

研究大脑如何运转,当一个人试图专注于一项任务,但被情感信息,研究人员给研究参与者的目标迅速挑出圆形的一系列方形和其他图像情感中立或负面的内容。

成像结果显示,不同的大脑区域对刺激反应迅速。信号之间来回骑车位置部分额叶和顶叶皮层,大脑区域,共同努力,保持注意力和过程的干扰。这种转换发生在几百毫秒的时间尺度,研究人员发现。

开关的能力从分散注意力,回到任务是高度相关的正常认知功能,研究带头人弗罗林说Dolcos,伊利诺斯州的心理学教授研究情绪调节和认知。

“有时抑郁或焦虑的人无法开关远离情感的干扰,专注,”他说。“更好的成像研究,就能很容易地测试个体在特定的情绪调节策略训练,看看这些策略正在努力改善他们的认知。现在我们可以实时图像与精度,在思维的速度,”他说。

三峰的方法将提供更好的答案,其他关于大脑如何运作的问题,研究人员说。

“在以往的研究中,这三个技术应用于同一个人在不同的时间,”格拉顿说。“但我们从中学到很多测量这些事情在一起。”

“这种新方法可以对神经科学理论产生深远的影响,对人类神经科学,“Fabiani说。“因为现在我们不必想如何使这些不同的信号。”

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