למחברים אין תודות.

פרוטוקול הניסוי שלהלן פעל לפי ההנחיות של המוסד לביקורת מוסדית של מדינת פנסילבניה סטייט קולג &#39;לרפואה, ואת האדם הנושא נתן הסכמה מדעת בכתב לפני שהשתתפו במחקר. הערה: לצורך הדגמה, פרדיגמת גירוי ריח פשוט באמצעות olfactometer זמין מסחרית, MRI תואם מוצג. פרדיגמה זו הוכיחה עצמה יעילה בהפחתת אפקט ההרגלה והפיקה נתוני fMRI בעלי חוש הריח אמין 15 . צעדים מסוימים המתוארים בפרוטוקול זה עשוי להיות ספציפי לסוג olfactometer בשימוש. עם זאת, כל סוג של ציוד - תוצרת בית או זמינים מסחרית עם יכולות דומות - ניתן להשתמש באופן דומה. אולפקטומטר חייב להיות מסוגל לעקוב אחר הנשימה, כמו גם הצגת רצף של odorants עם תזמון מדויק. ודא כי כל מערכת משלוח ריח (כוללאולפקטומטר) בנוי עם חומרים אינרטי כימיקלים כימיים ( כגון זכוכית polytetrafluoroethylene), ואת המסלול הריח חלקה אוויר הדוק עם שטח מתים מינימלי. 1. עיצוב פרדיגמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת פרדיגמה חדשה על ידי ציון רצף שסתום זרימת האוויר על olfactometer לתכנות. הערה: רצף השסתום הוא הסדר והעיתוי של פתיחה וסגירה של תעלות אוויר ספציפיות המחזיקות בריכוזים שונים או בסוגי odorants. בהפגנה זו, כל אחד מן שסתומים עבור שישה ערוצים נפתח פעמיים עבור סך של 12 משלוחי ריח. בכל פעם שסתם אחד היה פתוח, כל שאר השסתומים היו סגורים, וכל שסתום נפתח שוב רק לאחר שכל שאר השסתומים כבר נפתחו פעם אחת. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקצה משך זמן לגירוי (פתיחת ערוץ ספציפי) וכן משך הערוץ כדי להיות סגור. הערה: בהפגנה זו, משך המצגת הריח היה 6 שניות, בעודמשך הערוצים שיסגרו ישתנה מ -22 ל -38 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מספר חזרות על רצף של שסתום נפתח וסוגר. כאן, מספר החזרות הוא 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לערבב כל מצגת אודורנט עם מצגת של ריח ריח באותה קצב הזרימה. לדוגמה, לספק את זרימת האוויר לנושא עם או בלי ריח בקצב זרימה של 6 L / min ב לחות יחסית 50% וטמפרטורת החדר ב 22 ° C. הערה: זה חשוב, כמו וריאציות זרימת האוויר עלול לגרום תחושה מישוש. </li></ol></li></ol> 2. הכנת אודורנט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר ריח רע על הפרדיגמת גירוי ריח על ידי בהתחשב בעדינות ריח, נעימות, אינטנסיביות, היכרות, מרכיב טריגמינלי (ראה טבלה 1 ). הערה: טבלה 1 מפרטת כמה ריחות. ריח לבנדר נבחרה להפגנה זו משום שיש לה גירוי טריגמינלי מינימלי במינון נמוך עד בינוניNcentrations והוא נתפס בדרך כלל כמו נעים ומוכר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר ממס מתאים ( למשל , מים, שמן מינרלי, 1,2-propanediol, אתנול) כדי להכין את הפתרונות אודורנט. הערה: כאן, 1,2-propanediol שימש כממס עבור הכנה פתרון אודורנט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר ריכוז odorant ראוי הפרדיגמה ריח הריח. לדוגמה, לדלל שמן לבנדר ב 1,2-propanediol ב 0.10% (נפח / נפח) ריכוז לגירוי חוש הריח 19 . הערה: זה יכול להיעשות על ידי הערכה פסיכו-פיזית של סדרה של ריכוזים שונים על ידי קבוצה של נושאים רגילים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את הפתרונות הנכונים ריחני במיכלים ריחניים. ודא כי כל המכולות יש את אותה כמות של שטח, כמות זהה של פתרון, ואת אותו שטח השטח עבור הפתרון. לדוגמה, השתמש 6 בקבוקי זכוכית בגודל 300 מ&quot;ל כמו מיכלי ריחניים עם כל בקבוק מחזיק 50 מ&quot;ל של פתרון שמן לבנדר 0.10%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר אLl את מכולות odorant את הערוצים המתאימים עבור משלוח ריח. </li></ol> 3. Olfactometer הגדרת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את החיבורים על מנת להבטיח כי כל מכולות ריחניים מחוברים כראוי למוביל אודורנט. אין להדגיש, שכן זה יכול לפגוע בחותם. הצמדה נכונה מובטחת בשלב מאוחר יותר על ידי בדיקת זרימת האוויר דרך כל מיכל ריחני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הספק odorant בחדר מגנט לחבר כל צינור כדי olfactometer מחוץ לחדר, כמו היחידה הראשית אינה תואמת MR. בדיקה ויזואלית עבור כל kinks בצינור, כמו זה ישפיע על זרימת האוויר. זרימת האוויר של כל ערוץ תיבדק בשלב מאוחר יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאובטח לחבר את כל הצינורות מן olfactometer למוביל אודור על ידי התאמת המספרים ליציאות הנכון. לקבלת דיוק, צבע קוד צינורות, כגון ורוד עבור ערוץ 1, כחול עבור ערוץ 2, וכו &#39; . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא זרימת האוויר דרך כל הערוצים הוא עקבי על ידי הצמדת זרימהמטר אל קצה המוצא של הצינור. לפתוח ידנית כל ערוץ על לוח הבקרה של olfactometer, להתאים את זרימת האוויר הכולל, כמו גם שיעורי הזרימה של כל ערוץ ואת קו סומק עד קצב הזרימה של כל ערוץ הוא עקבי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מסכת הפנים או חתיכת האף למוביל odorant עם צינורות polytetrafluoroethylene (PTFE). ודא כי זרימת האוויר ( למשל , 6 L / min) נמסר לנושא הוא עקבי כאשר הערוצים הם החליפו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את ההדק radiofrequency ממערכת ה- MRI כדי &quot;ההדק&quot; יציאה על olfactometer לסנכרן את הפרדיגמה ריח גירוי ואת רכישת התמונה fMRI. ייתכן שיהיה צורך בממיר אותות חשמליים אופטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את סך זרימת האוויר ואת תעריפי הזרימה עבור כל ערוץ ואת קו השטיפה לסכומים המתוכננים. לדוגמה, סך זרימת האוויר של 6 L / min ואת שיעורי הזרימה עבור כל ערוץ ואת קו סומק להיות 3 L / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את סנסו נשימתי פנאומטיR לנמל התגובה של אולפקטומטר באמצעות תיבת ממיר פניאומטיים חשמל ממיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם יש צורך בתגובה סובייקטיבית, חבר את פנקס התגובה הפנאומטי ליציאת התגובה של ה - olfactometer באמצעות תיבת ממיר אותות פניאומטיים. </li></ol> 4. נוהל ניסיוני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע בדיקה מראש כדי להבטיח כי הליך MRI בטוח עבור הנושא. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שאל את הנושא על ההיסטוריה הרפואית, כולל שתלים פוטנציאליים, קלסטרופוביה, או תנאים קודמים אחרים שעשויים להפריע ליכולתו של הנושא להשתתף בבטחה במחקר ה- fMRI. בנוסף, לבצע בדיקת סף ריח של odorants כדי להבטיח כי הנושא יכול להריח את odorants במהלך הניסוי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשכב את הנושא על המיטה בדיקת MRI. מניחים את מסכת הפנים או חתיכת האף כראוי על הנושא כדי להבטיח את מכות האוויר לתוך הנחיריים. מניחים את חיישן הנשימה על tהוא חזה או בטן. שאל את הנושא לנשום כרגיל. כוונו את הידוק ומיקום החגורה המחזיקים את חיישן הנשימה על פי תבנית הנשימה שנראית בתצוגת הוולפקטום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת תיקיית נתונים כדי להקליט את הנתונים הנשימה של olfactometer. לחץ על &quot;מנהל הקבצים&quot;, הזן את נושא הנושא שהוקצה לנושא הנוכחי, ולאחר מכן &quot;לאשר&quot; את הקלט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באפשרות &quot;בדיקת הפרדיגמה&quot; כדי לבדוק את הסינכרון של משלוח הריחוף ושאיפתו ללא צורך בהעברת גירוי, ואם יש צורך, כוונן ידנית את זמן &quot;עיכוב השסתום&quot; כדי להבטיח את הופעת משלוח הריח מסונכרן עם השלב של שאיפת הנושא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הסינכרון בין גירוי ריח לרכישת תמונה fMRI על ידי בחירת &quot;trigg-in&quot; מצב על יחידת הבקרה של olfactometer. הערה: זה מאפשר פרדיגמה גירוי ריח להיות מופעל עם גורם חיצוני על &quot;, מפעיל ב &quot;יציאה שמקורם במערכת ה- MRI. לפיכך, הפרדיגמה לא תפעל עד שהגורם החיצוני של הסורק יתקבל. שים לב איזה סוג של הדופק גורם (חשמל או אור) כי סורק MRI שולח החוצה. ייתכן שיהיה צורך בממיר אות כדי לקשר בין שתי המערכות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את ההדק הנשימה על ידי בחירת &quot;להתחיל להפעיל מפעיל&quot; על יחידת הבקרה של olfactometer. הערה: כאשר הופעל, תחילתו של כל רכיב רצף פרדיגמה מסונכרן עם שאיפה. זה יכול להיות מושגת באופן אמפירי על ידי עיכוב משלוח ריח כמחצית מחזור של הנשימה מתחילת השלב הנשיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את רכישת התמונה fMRI על קונסולת ה- MRI; את הפרדיגמה גירוי ריח יתחיל ברגע רכישת התמונה מתחיל. לעקוב אחר דפוס הנשימה עבור כל פעילות נשימתית לא סדירה. הערה: פעילות נשימתית לא סדירה יכולה להיות בצורת רמות, מחזורים רחבים וארוכים יותר, אוגלים לא יציבים. כאן, אות BOLD רגיש T 2 * המשוקלל הד הדמיה רצף הדמיה שימש לרכישת תמונה fMRI עם 2,000 שניות חזרה MS, 30 ms הד זמן, זווית 90 ° Flip, 220 מ&quot;מ × 220 מ&quot;מ שדה הראייה, 80 × 80 מטריקס הרכישה, 30 4 מ&quot;מ מ&quot;מ פרוסות ציריות, ואת גורם האצת של 2 עבור טכניקות הדמיה מקביל משולב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם השלמת פרוטוקול הדמיה, להעביר את הנושא מתוך המגנט ולהסיר את מסכת הפנים / האף חתיכת. </li></ol> 5. אולפקטומטר ניקוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את משאבת האוויר. לנתק את מכולות ריחני מן המוביל אודור ולהחליף עם אלה נקיים וריקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כוח על משאבת אוויר. שטוף כל ערוץ עם אוויר חסר ריח במשך 5 דקות כדי להסיר ריחות שיורית בקו האוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את אולפקטומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחטא את פיסת האף או מסיכת פנים עם מגבונים אלכוהול. שוטפים את מסיכת הפנים או פיסת האף במים חמים ולאחר מכן יבש. </li></ol&gt; 6. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לעבד את הנתונים, לטעון את קובץ נתוני נשימה אל תוכנת קוד הפתוח חוש ריח Network גירוי כלי עריכה (התפרצות) (www.pennstatehershey.org/web/nmrlab/resources/software/onset) 15 הערה: תוכנת ONSET פותחה על ידי Xiaoyu Sun. Onsets של גירוי ריח מבוסס על העיתוי של הפרדיגמה עקבות הנשימה יזוהו באופן אוטומטי. וקטור גירוי בפועל מוגדר כזמן ההתחלה של כל שאיפה יעילה במהלך משלוח ריח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד ולהשוות את קצב ועוצמת קול נשימה (באזור שמתחת לכל זוג שאיפה ונשיפה שלב) בין ריח ותקופות ריח 15. הערה: לא צריך להיות הבדל משמעותי בפרמטרים אלה הנשימה בין הריח לתקופות ריח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעבד את הנתונים fMRI עם התקפה בפועל ווקטורים משך מ ONSET עבור ההפעלה של olfac המרכזימערכת טורי 15 . </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Doty, R. L., Reyes, P. F., Gregor, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presence+of+both+odor+identification+and+detection+deficits+in+Alzheimer's+disease.">Presence of both odor identification and detection deficits in Alzheimer's disease.</a> Brain Res Bull. 18 (5), 597-600 (1987).</li><li>Hummel, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+FMRI+in+patients+with+Parkinson's+disease.">Olfactory FMRI in patients with Parkinson's disease.</a> Front Integr Neurosci. 4, 125 (2010).</li><li>Mesholam, R. I., Moberg, P. J., Mahr, R. N., Doty, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfaction+in+neurodegenerative+disease:+a+meta-analysis+of+olfactory+functioning+in+Alzheimer's+and+Parkinson's+diseases.">Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer's and Parkinson's diseases.</a> Arch Neurol. 55 (1), 84-90 (1998).</li><li>Pause, B. M., Miranda, A., G&#246;der, R., Aldenhoff, J. B., Ferstl, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+olfactory+performance+in+patients+with+major+depression.">Reduced olfactory performance in patients with major depression.</a> J Psychiatr Res. 35 (5), 271-277 (2001).</li><li>Vasterling, J. J., Brailey, K., Sutker, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+identification+in+combat-related+posttraumatic+stress+disorder.">Olfactory identification in combat-related posttraumatic stress disorder.</a> J Trauma Stress. 13 (2), 241-253 (2000).</li><li>Anderson, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociated+neural+representations+of+intensity+and+valence+in+human+olfaction.">Dissociated neural representations of intensity and valence in human olfaction.</a> Nat Neurosci. 6 (2), 196-202 (2003).</li><li>Gottfried, J. A., Deichmann, R., Winston, J. S., Dolan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+heterogeneity+in+human+olfactory+cortex:+an+event-related+functional+magnetic+resonance+imaging+study.">Functional heterogeneity in human olfactory cortex: an event-related functional magnetic resonance imaging study.</a> J Neurosci. 22 (24), 10819-10828 (2002).</li><li>Sobel, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sniffing+and+smelling:+separate+subsystems+in+the+human+olfactory+cortex.">Sniffing and smelling: separate subsystems in the human olfactory cortex.</a> Nature. 392 (6673), 282-286 (1998).</li><li>Sun, X., Wang, J., Weitekamp, C. W., Yang, Q. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Data+Processing+Method+for+Olfactory+fMRI+Examinations.">A Novel Data Processing Method for Olfactory fMRI Examinations.</a> Proc Intl Soc Mag Res Med. 18 (2010), 1161 (2010).</li><li>Zatorre, R. J., Jones-Gotman, M., Evans, A. C., Meyer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+localization+and+lateralization+of+human+olfactory+cortex.">Functional localization and lateralization of human olfactory cortex.</a> Nature. 360 (6402), 339-340 (1992).</li><li>Boley, J. C., Pontier, J. P., Smith, S., Fulbright, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facial+changes+in+extraction+and+nonextraction+patients.">Facial changes in extraction and nonextraction patients.</a> Angle Orthod. 68 (6), 539-546 (1998).</li><li>Furman, J. M., Koizuka, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reorientation+of+poststimulus+nystagmus+in+tilted+humans.">Reorientation of poststimulus nystagmus in tilted humans.</a> J Vestib Res. 4 (6), 421-428 (1994).</li><li>Loevner, L. A., Yousem, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overlooked+metastatic+lesions+of+the+occipital+condyle:+a+missed+case+treasure+trove.">Overlooked metastatic lesions of the occipital condyle: a missed case treasure trove.</a> Radiographics. 17 (5), 1111-1121 (1997).</li><li>Tabert, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+and+optimization+of+statistical+approaches+for+modeling+odorant-induced+fMRI+signal+changes+in+olfactory-related+brain+areas.">Validation and optimization of statistical approaches for modeling odorant-induced fMRI signal changes in olfactory-related brain areas.</a> Neuroimage. 34 (4), 1375-1390 (2007).</li><li>Wang, J., Sun, X., Yang, Q. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+olfactory+fMRI+studies:+Implication+of+respiration.">Methods for olfactory fMRI studies: Implication of respiration.</a> Hum Brain Mapp. 35 (8), 3616-3624 (2014).</li><li>Gottfried, J. A., O'Doherty, J., Dolan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetitive+and+aversive+olfactory+learning+in+humans+studied+using+event-related+functional+magnetic+resonance+imaging.">Appetitive and aversive olfactory learning in humans studied using event-related functional magnetic resonance imaging.</a> J Neurosci. 22 (24), 10829-10837 (2002).</li><li>Popp, R., Sommer, M., M&#252;ller, J., Hajak, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactometry+in+fMRI+studies:+odor+presentation+using+nasal+continuous+positive+airway+pressure.">Olfactometry in fMRI studies: odor presentation using nasal continuous positive airway pressure.</a> Acta Neurobiol Exp (Wars). 64 (2), 171-176 (2004).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+Habituation+in+the+Human+Brain.">Olfactory Habituation in the Human Brain.</a> Proc Intl Soc Mag Res Med. 20, 2150 (2012).</li><li>Grunfeld, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+responsiveness+of+fMRI+signal+to+odor+concentration).">The responsiveness of fMRI signal to odor concentration).</a> , A237-A238 (2005).</li><li>Jia, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+the+olfactory+system+in+conscious+dogs.">Functional MRI of the olfactory system in conscious dogs.</a> PLoS One. 9 (1), e86362 (2014).</li><li>Karunanayaka, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Networks+involved+in+olfaction+and+their+dynamics+using+independent+component+analysis+and+unified+structural+equation+modeling.">Networks involved in olfaction and their dynamics using independent component analysis and unified structural equation modeling.</a> Hum Brain Mapp. 35 (5), 2055-2072 (2014).</li><li>Royet, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+neuroanatomy+of+different+olfactory+judgments.">Functional neuroanatomy of different olfactory judgments.</a> Neuroimage. 13 (3), 506-519 (2001).</li><li>Doty, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+age+and+age-related+diseases+on+olfactory+function.">Influence of age and age-related diseases on olfactory function.</a> Ann N Y Acad Sci. 561, 76-86 (1989).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+deficit+detected+by+fMRI+in+early+Alzheimer's+disease.">Olfactory deficit detected by fMRI in early Alzheimer's disease.</a> Brain Res. 1357, 184-194 (2010).</li><li>Moessnang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+activation+patterns+within+the+olfactory+network+in+Parkinson's+disease.">Altered activation patterns within the olfactory network in Parkinson's disease.</a> Cereb Cortex. 21 (6), 1246-1253 (2011).</li><li>Vasavada, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+cortex+degeneration+in+Alzheimer's+disease+and+mild+cognitive+impairment.">Olfactory cortex degeneration in Alzheimer's disease and mild cognitive impairment.</a> J Alzheimers Dis. 45 (3), 947-958 (2015).</li><li>Jacobs, H. I., Radua, J., L&#252;ckmann, H. C., Sack, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meta-analysis+of+functional+network+alterations+in+Alzheimer's+disease:+toward+a+network+biomarker.">Meta-analysis of functional network alterations in Alzheimer's disease: toward a network biomarker.</a> Neurosci Biobehav Rev. 37 (5), 753-765 (2013).</li><li>Murphy, C., Cerf-Ducastel, B., Calhoun-Haney, R., Gilbert, P. E., Ferdon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ERP,+fMRI+and+functional+connectivity+studies+of+brain+response+to+odor+in+normal+aging+and+Alzheimer's+disease.">ERP, fMRI and functional connectivity studies of brain response to odor in normal aging and Alzheimer's disease.</a> Chem Senses. 30 Suppl 1, i170-i171 (2005).</li><li>Hummel, T., Kobal, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+human+evoked+potentials+related+to+olfactory+or+trigeminal+chemosensory+activation.">Differences in human evoked potentials related to olfactory or trigeminal chemosensory activation.</a> Electroen Clin Neuro. 84 (1), 84-89 (1992).</li><li>Cerf-Ducastel, B., Murphy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FMRI+brain+activation+in+response+to+odors+is+reduced+in+primary+olfactory+areas+of+elderly+subjects.">FMRI brain activation in response to odors is reduced in primary olfactory areas of elderly subjects.</a> Brain Res. 986 (1-2), 39-53 (2003).</li><li>Cain, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+the+trigeminal+nerve+to+perceived+odor+magnitude.">Contribution of the trigeminal nerve to perceived odor magnitude.</a> Ann NY Acad Sci. 237, 28-34 (1974).</li><li>Murphy, C., Gilmore, M. M., Seery, C. S., Salmon, D. P., Lasker, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+thresholds+are+associated+with+degree+of+dementia+in+Alzheimer's+disease.">Olfactory thresholds are associated with degree of dementia in Alzheimer's disease.</a> Neurobiol Aging. 11 (4), 465-469 (1990).</li><li>Doty, R. L., Brugger, W. E., Jurs, P. C., Orndoff, M. A., Snyder, P. J., Lowry, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intranasal+trigeminal+stimulation+from+odorous+volatiles:+Psychometric+responses+from+anosmic+and+normal+humans.">Intranasal trigeminal stimulation from odorous volatiles: Psychometric responses from anosmic and normal humans.</a> Physiol Behav. 20 (2), 175-185 (1978).</li><li>Kobal, G., Hummel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+and+intranasal+trigeminal+event-related+potentials+in+anosmic+patients.">Olfactory and intranasal trigeminal event-related potentials in anosmic patients.</a> Laryngoscope. 108 (7), 1033-1035 (1998).</li><li>Frasnelli, J., Lundstr&#246;m, J. N., Sch&#246;pf, V., Negoias, S., Hummel, T., Lepore, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+processing+streams+in+chemosensory+perception.">Dual processing streams in chemosensory perception.</a> Front Hum Neurosci. 6, (2012).</li><li>Yousem, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+effects+on+odor-stimulated+functional+magnetic+resonance+imaging.">Gender effects on odor-stimulated functional magnetic resonance imaging.</a> Brain Res. 818 (2), 480-487 (1999).</li><li>Koulivand, P. H., Ghadiri, M. K., Gorji, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lavender+and+the+nervous+system.">Lavender and the nervous system.</a> Evid Based Compl Alt Med. 2013, (2013).</li><li>Yousem, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MR+imaging+during+odor+stimulation:+Preliminary+data.">Functional MR imaging during odor stimulation: Preliminary data.</a> Neuroradiology. 204 (3), 833-838 (1997).</li><li>Hummel, T., Doty, R. L., Yousem, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+intranasal+chemosensory+trigeminal+activation.">Functional MRI of intranasal chemosensory trigeminal activation.</a> Chem Senses. 30 (suppl. 1), i205-i206 (2005).</li></ol>

למחברים אין מה לחשוף.

נהלים ניסיוני צריך להיחשב בזהירות והוצא להורג כראוי עבור איסוף נתונים ההפעלה חוש הריח אמין. השלבים הקריטיים בפרוטוקול כוללים יישום הפרדיגמה הנגרמת על ידי הנשימה כדי לסנכרן משלוח ריח עם רכישת התמונה, הכנת ריכוזים נאותים של odorants כדי לשלוט בתגובות פסיכו-פיסיקליות, הגדרת olfactometer עם אות יציבה יציבה יציבה זרימת אוויר מתמדת, לאחר עיבוד הנשימה ואת נתוני ריח ריח עיתוי באמצעות ONSET כדי להתאים למפרע את וקטור הופעת ריחות. יש לקחת בחשבון משתנים מבלבלים כגון הרגלה, תגובה פסיכו-פיזית ודפוסי נשימות בעת תכנון פרדיגמה וניתוח נתונים. כאשר נושא חשוף לריח ממושך, הפעלת קורטקס הריח הראשוני פוחתת בתוך שניות של חשיפה, מה שהופך את הצורך להשתמש בפרדיגמה הקשורים לאירוע עם רצף של ניהול קצרשל אודורנטים. רחרוח גם יש לעקוב מקרוב כפי שהוא יכול לגרום הפעלה בקליפה פירורימית אפילו בלי ריח 8 . והכי חשוב, הנשימה היא משתנה בלבול גדול אם זה לא מסונכרן עם הממשל אודורנט. הראינו כי סינכרון של שאיפה וריח התפרצות עם פרדיגמה הנשימה מופעלת מייצרת הפעלה אמינה יותר 15 . הבעיה הנפוצה ביותר בשיטת ה- FMRI החופשית היא סינכרון לקוי בין האירוע של משלוח ריח לבין שאיפה, אשר יכול להיגרם על ידי שלושה פגמים בהתקנה ניסיונית. ראשית, ובדרך כלל, חיישן הנשימה אינו מוגדר כראוי. כאשר חגורת החזה הדוקה מדי, אות הנשימה יהיה הרמה, אשר תגרום לסנכרון לקוי. שנית, זמן &quot;עיכוב שסתום&quot; לא מכויל היטב, אשר יכול לגרום משלוח ריח להיות מוקדם מדי או מאוחר מדי את הנשימה cyלנקות שלישית, דפוס הנשימה של הנושא אינו עקבי לאחר כיול &quot;זמן השהיית השסתום&quot;. לכן, אימון טרום סריקה לנושא לנשום בדרך כלל במגנט וניטור צמוד של דפוס הנשימה במהלך סריקת fMRI חשובים. חשוב לשקול אינטנסיביות, ערכיות וגירוי טריגמינלי בעת בחירת ריחות למחקר, שכן משתנים אלו יכולים לגרום לסוגים שונים של תגובות פסיכו-פיזיות ופעילות fMRI קשורה. לדוגמה, עוצמה חלשה עלולה לגרום לנטייה לרחרח, בעוד שעוצמה חזקה עלולה לגרום לנשימה בלתי רצונית או להפעלה מהירה יותר. עוצמת הריחות מתבטאת גם בקורלציה עם הפעלת המוח 20 . פרדיגמה חלופית כללה ארבעה ריכוזים של אזוביון שהוצגו בעוצמה הולכת וגדלה לאורך הניסוי, אשר למעשה צמצמו את הרגל 21 . הערכיות של אודורהNt גם מפעיל אזורים שונים של המוח, אשר יש לקחת בחשבון עבור פרשנות נתונים 22 . לדוגמא, מחקר אחד דגי פרופילים זמניים מסתעפים דרך ערכי ריח 16. בנוסף, odorants רבים יש דרגות שונות של גירוי trigeminal, אשר צריך להיחשב. חשוב להכיר בכך שפרדיגמה חופשית זו אינה מתאימה בהכרח לכל מחקרי fMRI חוש הריח. הוא מספק רק דוגמה לשיקולים מיוחדים החשובים ללימודי fMRI חוש הריח. חשוב גם לציין כי ההליכים הניסוי שהוכח בדו&quot;ח זה אינם ספציפיים האולפקטומטר בשימוש. ציוד זה יכול להיות מוחלף עם כל olfactometer עם יכולות דומות. לדוגמה, אולפקטומטר חייב יכולות ניטור, כמו גם את היכולת לבצע פרדיגמה מופעלת הנשימה עם מקורות ריח מרובים. תוספתLly, בעוד הניסוי הזה הוצג באמצעות אזוביון, odorants אחרים עשויים להיות מוחלפים על ידי החוקר, אם כי חשוב למזער משתנים confounding כגון גירוי טריגמינלים ריכוז odorant. זו שיטה חופשית fMRI נושם שואפת להסיר את התנאי המוקדם של מערכת חוש הריח המרכזי להפחית את חוסר עקביות בין אירועים חוזרים ונשנים של גירוי ריח. התנאי המוקדם של מערכת הריח המרכזית עשוי לנוע בין הנושא לנושא, אשר יכול לגרום וריאציות של ההפעלה במבנים חוש הריח העיקרי. עקביות האירועים החוזרים, למשל , גירויי ריח כדי להפעיל את הפעלת מערכת הריח המרכזית, היא קריטית לביצוע מוצלח של פרוטוקולי fMRI הקשורים לאירוע. בנוסף, עם טכניקת נשימה חופשית, לא יכול להיות שום רמזים או משימות עבור הנושאים במהלך ביצוע הפרדיגמות fMRI חוש הריח. כפי שהוא דורש מאמץ מינימלי של הנושא במהלך תפקודיתרכישת נתונים, זה יכול להיות כלי רב ערך כדי ללמוד את הגירעונות הריח בכמה מחלות ניווניות נוירודגנרטיביות ומחלות, למשל , מחלת אלצהיימר. מחקרים שנעשו לאחרונה השתמשו fMRI חוש הריח לחקור את דפוסי ההפעלה המוח בהפרעות נוירודגנרטיבית. הפרעות חוש הריח בהפרעות נוירודגנרטיביות, במיוחד מחלת אלצהיימר ומחלת פרקינסון, כוללות קושי עם זיהוי ריחות, הכרה וזיהוי 3 , 23 . עם זאת, בעוד גירעונות הריח הם אינדיקטור מובהק בשלבים הראשונים של הופעת המחלה, אובדן תפקוד הריח לעתים קרובות הולך מעיניו או מיוחסת ירידה נורמלית הקשורות לגיל 1 , 23 . לכן, חשוב להמשיך לחקור את דפוסי ההפעלה ברורים הקשורים תפקוד לקוי של הריח במחלות כאלה כדי לאבחן טוב יותרHem מוקדם על. במחלת האלצהיימר, דפוסי ההפעלה מופחתים באופן משמעותי בקליפת ההרחה הראשונית, כמו גם בהיפוקמפוס ובאינסולה בהשוואה לבקרות בריאים המותאמות לגיל 24 . בנוסף, חוקרים מצאו כי בחולי פרקינסון, האמיגדלה והתלמוס מראים פחות הפעלה מאשר בבקרות בריאות, בעוד שפעילות גבוהה יותר מופיעה באזורים כמו gyrus חזיתית נחותה בהשוואה לשליטה 2 . מחקרים נוספים מדגימים היפראקטיבציה בקליפת המוח האלירי ו-אורביטופרונטלי בחולי פרקינסון 25 . נראה כי דפוסי ההפעלה הנפרדים האלה חורגים מעבר לפאתולוגיה המבנית, ובכך מוכיחים את החשיבות של רכישת נתונים פונקציונליים בהבנת ואבחון של הפרעות נוירודגנרטיביות ומחייבים חידושים בדייקנות וברגישות של fMRI חוש הריח. מסיבה זו, עוד stuמת על מערכת חוש הריח האנושי עם fMRI עשוי להיות בעל פוטנציאל לפיתוח ביומרקר לאבחון מוקדם עבור מחלות נוירודגנרטיביות. למעשה, מחקרים כבר מתקדמים, כולל הפגנת רגישות לרמות הפעלה בין הזדקנות נורמלית לחולי אלצהיימר 24 , 26 . מחקר אחד הראה כי הרס של הרשת העצבית הוא לעתים קרובות לזיהוי עוד לפני החסרים הקוגניטיביים מציגים את עצמם בכמה מחלות נוירודגנרטיב 27 . זה עוד מדגיש את החשיבות של בדיקת fMRI חוש הריח ככלי פוטנציאלי לאבחון מוקדם של מחלות כאלה. הראיות גם מצביע על קיומם של שינויים בקנה מידה גדול רשת הריח שינויים בחולי אלצהיימר בנוסף לשינויים לראות באזורים חוש הריח ספציפיים, תוך הדגשת החשיבות של חקירה נוספת לתוך הקישוריות תפקודית של olfaction 28 . חושItivity של רמות הריח הפעלה כמו סמן ביולוגי תלוי ברגישות לגירוי ריח ניסוי ניסיוני, אשר מדגיש את החשיבות של אמינות במיפוי מערכת חוש הריח. יחד, את הדוגמה המוצגת במאמר זה מספק הצצה של הדרכים שבהן fMRI חוש הריח ניתן להשתמש ביעילות כדי להבין את המורכבות של מערכת חוש הריח המרכזי ואת החשיבות הקלינית של הבנה זו.

מערכת חוש הריח האנושי נתפסת כמערכת סנסורית הרבה יותר, משום שאולקציה גם ממלאת תפקיד חשוב ברגולציה וברגשות הומיאוסטטיים. מבחינה רפואית, מערכת חוש הריח האנושי ידועה כבעלת פגיעות להתקפות של מחלות נוירולוגיות נפוצות רבות והפרעות פסיכיאטריות, כגון מחלת האלצהיימר, מחלת פרקינסון, הפרעת דחק פוסט טראומטית ודיכאון 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . נכון לעכשיו, דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) עם ניגוד תלוי ברמת חמצן בדם (BOLD) הוא הטכניקה החשובה ביותר עבור פונקציות המיפוי של המוח האנושי. כמות משמעותית של ידע על פונקציות ספציפיות של מבנים חוש הריח המרכזי ( למשל , קליפת piriform, קליפת המוח אורביטופרונלית, אמיגדלה, קליפת המוח) נרכשה עם זה techn6 , 7 , 8 , 9 , 10 . היישום של fMRI למחקרים על מערכת חוש הריח האנושי ומחלות הקשורות, עם זאת, כבר הפריעו על ידי שני מכשולים עיקריים: הרגלה מהירה של אות BOLD ו אפנון משתנה על ידי הנשימה. בחיי היום-יום, כאשר אנו נחשפים לניחוח במשך תקופה מסוימת, אנו ממהרים להתרגל לריח. למעשה, כאשר למד באמצעות fMRI הריח, האות fMRI ריח המושרה הוא נחלש במהירות על ידי הרגלה, אשר מציב אתגר על עיצובים הפרדיגמה גירוי 8 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 . האות הראשון משמעותי BOLD בקליפה חוש הריח העיקרי רק להתמידS במשך כמה שניות לאחר הופעת אודור. לכן, הפרדיגמות fMRI חוש הריח צריך להימנע ממושך או תכופים גירויים ריח בתקופה קצרה של זמן. כדי להפחית את אפקט ההרגלה, כמה מחקרים ניסו להציג ריחות לסירוגין בפרדיגמת fMRI. עם זאת, גישה זו עלולה לסבך ניתוח נתונים מאז כל ריח יכול להיות מטופל כאירוע גירוי עצמאי. בעיה טכנית נוספת מתעוררת עם השתנות דפוסי הנשימה של הנבדקים; שאיפה לא תמיד מסתנכרנת עם ממשל אודור במהלך פרדיגמת עיתוי קבוע. תחילת ומשך גירוי חוש הריח מאופננים על ידי הנשימה של כל אדם, אשר confounds fMRI איכות הנתונים וניתוח. כמה מחקרים ניסו לצמצם את הבעיה עם רמזים חזותיים או שמיעה כדי לסנכרן את הנשימה ואת התפרצות ריח, אבל ההתאמה של נושאים משתנה, במיוחד באוכלוסייה קלינית. הפעלות המוח הקשורות wiרמזים אלה יכולים גם לסבך ניתוח נתונים ביישומים מסוימים. לפיכך, סינכרון שאיפה עם משלוח odorant יכול להיות מכריע עבור מחקרים fMRI חוש הריח 15 . שיקול נוסף חיוני fMRI חוש הריח, במיוחד בתהליך ניתוח הנתונים, הוא בחירה ריחניים. מציאת ריכוז ריחני מתאים ביחס לעוצמות נתפסת חשוב לכימות והשוואה של רמות ההפעלה במוח תחת תנאים ניסיוניים שונים או מחלות. בחירת המבחר צריך גם לקחת בחשבון את ריח הריח, או נעימות. זה ידוע כדי לגרום פרופילים זמניים שונים בלמידה חוש הריאה 16 , 17 . ריח לבנדר נבחר להפגנה זו חלקית מסיבה זו. בהתאם למטרה מסוימת של מחקר, odorants שונים עשויים להיות בחירה טובה יותר. בנוסף, גירוי טריגמינלי חייב להיות ממוזער כדי להפחיתלא קשור ישירות לאולפקיון 18 . בדו&quot;ח זה, אנו מדגימים טכניקת fMRI כדי להקים ולהפעיל פרדיגמה מופעלת באמצעות נשימה באמצעות אולפקטומטר בסביבת התהודה המגנטית. כמו כן, אנו מציגים כלי לעיבוד לאחר, שיכול לצמצם כמה טעויות תזמון שעשויות להתרחש במהלך רכישת נתונים בניסיון לשפר עוד יותר את ניתוח הנתונים.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3T MR scanner</td>
			<td>Siemens</td>
			<td></td>
			<td>Any MR scanner is acceptable.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olfactometer</td>
			<td>Emerging Tech Trans, LLC</td>
			<td></td>
			<td>Any olfactometer with similar capabilities is acceptable.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-channel odorant carrier</td>
			<td>Emerging Tech Trans, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nosepiece/applicator</td>
			<td>Emerging Tech Trans, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE tubing</td>
			<td>Emerging Tech Trans, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TTL convertor box</td>
			<td>Emerging Tech Trans, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Respiratory sensor belt</td>
			<td>Emerging Tech Trans, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lavender oil</td>
			<td>Givaudan Flavors Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,2 propanediol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P6209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ONSET</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>www.pennstatehershey.org/web/nmrlab/resources/software/onset</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPM8&#160;</td>
			<td>Wellcome Trust Center for Neuroimaging, University College London, London, UK&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a free-breathing fmri method to study human olfactory function

המחקר של זית האדם הוא שדה מורכב מאוד בעל ערך עם יישומים החל מחקר ביו-רפואי להערכה קלינית. נכון לעכשיו, הערכה של הפונקציות של מערכת חוש הריח האנושי האנושי עם הדמיה תפקודית מגנטית (fMRI) הוא עדיין אתגר בגלל קשיים טכניים שונים. יש כמה משתנים משמעותיים לקחת בחשבון כאשר בוחנים שיטה יעילה למיפוי הפונקציה של מערכת חוש הריח המרכזי באמצעות fMRI, כולל בחירה בריאה נכונה, את האינטראקציה בין ריח הריחוף ואת הנשימה, וכן ציפייה פוטנציאלית של או הרגלה odorants. אירוע הקשורים, הנשימה מופעלות הריח FMRI טכניקה יכול במדויק odorants כדי לעורר את מערכת חוש הריח תוך צמצום הפרעה פוטנציאלית. זה יכול למעשה ללכוד את onsets מדויק של אותות fMRI בקליפה חוש הריח העיקרי באמצעות הנתונים שלנו שלאחר עיבוד השיטה. הטכניקה מראששנשלחו כאן מספק אמצעי יעיל ומעשי ליצירת תוצאות fMRI חוש הריח אמין. טכניקה כזו יכולה להיות מיושמת בסופו של דבר בתחום הקליני ככלי אבחון למחלות הקשורות ניוון ריח, כולל מחלת אלצהיימר ופרקינסון, כפי שאנו מתחילים להבין עוד יותר את המורכבות של מערכת חוש הריח האנושי.

איור 1 מדגים את הגדרת fMRI הריח בתוך ומחוץ לחדר מגנט, תוך התחשבות MR- תאימות. איור 2 א מדגים פרדיגמה קבועה תזמון קבוע, בעוד איור 2 ב מדגימה פרדיגמה שבה &quot;מפעיל הנשימה&quot; מאפשר סינכרון של משלוח ריח ושאיפה. דפוס נשימה רגיל עם פסגות שאיפה ברור חיוני ליישום פרדיגמה מדויק הנשימה מופעלות. לפיכך, התאמה של חיישן הנשימה היא צעד חשוב בהגדרת הניסוי. איור 3 מציג מדגם נשימה עקבות כאשר חיישן הנשימה הוגדר בצורה לא נכונה ( איור 3 א ) ו כראוי ( איור 3 ב ). אם את respiraדפוס tion הוא לא סדיר או את רמות הנשימה, olfactometer לא יוכלו לקבוע במדויק את דפוס הנשימה, ואת המצגת ריח לא ניתן לסנכרן עם שאיפת הנושא. עם הפרעת הנשימה, מופעלת גירוי ריח, תחילת וקטורים משך לגירוי ריח תשתנה בין נושאים. כדי לנתח נתונים fMRI חוש הריח, התקפה בפועל וקצב משך ניתן לקבוע עם ONSET, ואת הנתונים fMRI ניתן לעבד בעקבות הליכים סטנדרטיים עם אלה וקטורים. בתרשים 4 ניתן לראות מפה לדוגמה של הפעלת המוח, המגיבה על גירוי ריחות המפעילה את הנשימה המעובד על ידי תוכנת קוד פתוח SPM8 (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) עם הופעת ריחות וממשיכות בפועל בעקבות נהלי עיבוד סטנדרטיים. ריחות משמעותיים הקשורים לריח התגלו בקליפת חוש הריח הראשית הבילטרלית, נכוןקורטקס, ימין gramus supramarginal / זוויתית, גרעין שמאל caudate, ו girus שמאל postcentral / supramarginal (תיקון המשפחה חכם, p &lt;0.05, סף מידה = 6 ווקסלים). <img alt="איור 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54898/54898fig1.jpg" /> איור 1 : דיאגרמה סכמטית עבור הגדרת הניסוי. אלמנטים MRI תואם להציב בחדר מגנט מחוברים קונסולת MRI ו olfactometer התיבה שוכנו בחדר הבקרה דרך לוח חדירה עם מוליך גל בקיר המפריד בין שני החדרים. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54898/54898fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54898/54898fig2.jpg" /> איור 2 <strOng&gt;: איור של פרדיגמות משלוח ריח. (א) פרדיגמות תזמון קבוע, בעיות תכופות בסנכרון בין הנשימה וריח הריח, מובילות לשינויים בכמות ובהתחלת משלוח הריח בפרדיגמת התזמון הקבוע. (ב) הפרדיגמות הנגרמות על ידי הנשימה נוטות לייצר תוצאות עקביות יותר על פני נושאים. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54898/54898fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54898/54898fig3.jpg" /> איור 3 : דיאגרמות נשימה לדוגמה. (א) דוגמה לנשימה כאשר חיישן הנשימה אינו מוגדר כראוי; את דפוסי הנשימה דמה ולהיות בלתי סדיר. (ב) תבנית הנשימה הרגילה המייצגת שנרשמה בחיישן נשימה מונח כהלכה; במקרה זה, את respiדפוסי ration הם בקנה אחד עם פסגות ברמה, משלוח ריח יכול להיות מסונכרן עם שאיפה. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54898/54898fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54898/54898fig4.jpg" /> איור 4 : דוגמה למפת הפעלת המוח. נושא בריא הגיב סימולציה ריח לבנדר מופעלת הנשימה (תיקון המשפחה חכם, p &lt;0.05, סף מידה = 6 ווקסלים). הפעלה משמעותית כוללת קורטקס הריח העיקרי הימני (POC, MNI קואורדינטות x = 20, y = 6, z = -14), שמאל POC (x = -22, y = 4, z = -10), קליפת המוח הימנית (x = 46 =, y = 20, z = -10), gyrus ימני / זוויתי ימני (x = 66, y = -48, z = 28), גרעין caudate שמאל (x = -14, y = 6, z = 10) ועזב postcentral / supramarginaL gyrus (x = -66, y = -24, z = 20). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54898/54898fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> ריח </td><td> מריח כמו </td><td> מתחם </td><td> גירוי טריגמינלי </td><td> מֵמֵס </td></tr><tr><td> אצטאלדהיד 29 </td><td> ירוק, מתוק </td><td> פָּשׁוּט </td><td> לא </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> אמוניה 29 </td><td> חריף, נקי יותר </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> Amyl אצטט 30 </td><td> בננה, תפוח </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כמה </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> N- בוטאנול 31,32 </td><td> אלכוהולית במקצת </Td&gt; <td> פָּשׁוּט </td><td> לא </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> N-Butyl Acetate 31 </td><td> מתוק ופירותי </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> בוטירית חומצה 33 </td><td> חמוץ, מעופש </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> סיטרל 30,33 </td><td> לִימוֹן </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כמה </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> פחמן דו-חמצני 34,35 </td><td> חסר ריח </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> N / A </td></tr><tr><td> אתיל בוטיראט 30 </td><td> אֲנָנָס </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> אקליפטול 35 </td><td> אֶקָלִיפּטוּס </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> יוגנול 33,36 </td><td> ציפורן, חריף </td><td> פָּשׁוּט </td><td> לא </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> גרניול <sup&gt; 33 </td><td> ורד מתוק, פרחוני </td><td> פָּשׁוּט </td><td> לא </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> חומצה הידרוספולארית </td><td> ביצים סרוחות </td><td> פָּשׁוּט </td><td> לא </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> לבנדר 24,37 </td><td> אֲזוֹבִיוֹן </td><td> מורכב </td><td> לא </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> מנטול 33 </td><td> מִנתָה </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> מתיל סליצילט 33 </td><td> מנטה חורף </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> פצ&#39;ולי 38 </td><td> אדמה רטובה </td><td> מורכב </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> 1-Propanol 31 </td><td> אלכוהול לחיטוי </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> Phenethyl אלכוהול 36,39 </td><td> וֶרֶד </td><td> פָּשׁוּט </td><td> NO </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> שמן רוזמרין 38 </td><td> רוֹזמָרִין </td><td> מורכב </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> דו תחמוצת הגופרית 29 </td><td> מרגיז, חריף </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> חומצה ואלרית 33 </td><td> גבינה מעופשת </td><td> פָּשׁוּט </td><td> כן </td><td> מַיִם </td></tr><tr><td> ונילין 29 </td><td> וָנִיל </td><td> פָּשׁוּט </td><td> לא </td><td> אתנול </td></tr><tr><td> ילאנג ילאנג 38 </td><td> בושם פרחוני </td><td> מורכב </td><td> כן </td><td> אתנול </td></tr><tr><td colspan="5"> *** ראה סוף כתב היד עבור הפניות </td></tr></tbody></table> טבלה 1: ריחות נפוצים המשמשים fMRI הריח מחקרים .

Watch this Scientific Journal Video about A Free-breathing fMRI Method to Study Human Olfactory Function at JoVE.com

A Free-breathing fMRI Method to Study Human Olfactory Function

אנו מציגים את האתגרים הטכניים ופתרונות להשגת אמין פונקציונלי מגנטי תהודה הדמיה (fMRI) נתונים ממערכת חוש הריח האנושי האנושי. זה כולל שיקולים מיוחדים בעיצוב fMRI חוש הריח חוש הריח, תיאורים של רכישת נתונים fMRI עם OLfactometer תואם MRI, מבחר אודורנט, וכלי תוכנה מיוחדת לעיבוד נתונים לאחר.

ללא תשלום נשימה fMRI שיטה לחקר האדם חוש הריח פונקציה

The study of human olfaction is a highly complex and valuable field with applications ranging from biomedical research to clinical evaluation. Currently, ...

a-free-breathing-fmri-method-to-study-human-olfactory-function

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.5K Views.  Pennsylvania State University College of Medicine.  אנו מציגים את האתגרים הטכניים ופתרונות להשגת אמין פונקציונלי מגנטי תהודה הדמיה (fMRI) נתונים ממערכת חוש הריח האנושי האנושי. זה כולל שיקולים מיוחדים בעיצוב fMRI חוש הריח חוש הריח, תיאורים של רכישת נתונים fMRI עם OLfactometer תואם MRI, מבחר אודורנט, וכלי ת?...

Video: A Free-breathing fMRI Method to Study Human Olfactory Function

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Lentivirus-mediated Genetic Manipulation and Visualization of Olfactory Sensory Neurons in vivo

Development of a precise olfactory circuit relies on accurate projection of olfactory sensory neuron (OSN) axons to their synaptic 
targets in the olfactory bulb (OB). The molecular mechanisms of OSN axon growth and targeting are not well understood. Manipulating gene expression and subsequent 
visualizing of single OSN axons and their terminal arbor morphology have thus far been challenging. To study gene function at the single cell level within a specified 
time frame, we developed a lentiviral based technique to manipulate gene expression in OSNs in vivo. Lentiviral particles are delivered to OSNs by microinjection 
into the olfactory epithelium (OE). Expression cassettes are then permanently integrated into the genome of transduced OSNs. Green fluorescent protein expression 
identifies infected OSNs and outlines their entire morphology, including the axon terminal arbor. Due to the short turnaround time between microinjection and 
reporter detection, gene function studies can be focused within a very narrow period of development. With this method, we have detected GFP expression within as 
few as three days and as long as three months following injection. We have achieved both over-expression and shRNA mediated knock-down by lentiviral microinjection. 
This method provides detailed morphologies of OSN cell bodies and axons at the single cell level in vivo, and thus allows characterization of candidate gene function 
during olfactory development.

Lentivirus-mediated Genetic Manipulation and Visualization of Olfactory Sensory Neurons in vivo

We present a lentiviral technique for genetic manipulation and visualization of single olfactory sensory neuron axon and its terminal arborization in vivo.

Lentivirus בתיווך ויזואליזציה מניפולציה גנטית של עצב סנסורי חוש הריח In vivo</em

Development of a precise olfactory circuit relies on accurate projection of olfactory sensory neuron (OSN) axons to their synaptic 
targets in the ...

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar tasks. Participants' behavior during task performance in an fMRI scanner can then be correlated to the brain activity using the blood-oxygen-level-dependent signal. We measure behavior to be able to sort correct trials, where the subject performed the task correctly and then be able to examine the brain signals related to correct performance. Conversely, if subjects do not perform the task correctly, and these trials are included in the same analysis with the correct trials we would introduce trials that were not only for correct performance. Thus, in many cases these errors can be used themselves to then correlate brain activity to them. We describe two complementary tasks that are used in our lab to examine the brain during suppression of an automatic responses: the stroop1 and anti-saccade tasks. The emotional stroop paradigm instructs participants to either report the superimposed emotional 'word' across the affective faces or the facial 'expressions' of the face stimuli1,2. When the word and the facial expression refer to different emotions, a conflict between what must be said and what is automatically read occurs. The participant has to resolve the conflict between two simultaneously competing processes of word reading and facial expression. Our urge to read out a word leads to strong 'stimulus-response (SR)' associations; hence inhibiting these strong SR's is difficult and participants are prone to making errors. Overcoming this conflict and directing attention away from the face or the word requires the subject to inhibit bottom up processes which typically directs attention to the more salient stimulus. Similarly, in the anti-saccade task3,4,5,6, where an instruction cue is used to direct only attention to a peripheral stimulus location but then the eye movement is made to the mirror opposite position. Yet again we measure behavior by recording the eye movements of participants which allows for the sorting of the behavioral responses into correct and error trials7 which then can be correlated to brain activity. Neuroimaging now allows researchers to measure different behaviors of correct and error trials that are indicative of different cognitive processes and pinpoint the different neural networks involved.

The goal of our research is to correlate behavior to brain activity. Accurate behavioral measures and imaging techniques allow us to elucidate brain-behavior relationships.

התאמת תגובות התנהגותיות לאותות-fMRI של קליפת המוח הקדם חזיתית האנושי: בחינת תהליכים קוגניטיביים באמצעות ניתוח משימה

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when studying the brain, as the functional role that a brain area fulfills may be largely defined by its connections to other brain areas. In this report, we describe a novel, non-invasive approach for relating brain structure and function using magnetic resonance imaging (MRI). This approach, a combination of structural imaging of long-range fiber connections and functional imaging data, is illustrated in two distinct cognitive domains, visual attention and face perception. Structural imaging is performed with diffusion-weighted imaging (DWI) and fiber tractography, which track the diffusion of water molecules along white-matter fiber tracts in the brain (Figure 1). By visualizing these fiber tracts, we are able to investigate the long-range connective architecture of the brain. The results compare favorably with one of the most widely-used techniques in DWI, diffusion tensor imaging (DTI). DTI is unable to resolve complex configurations of fiber tracts, limiting its utility for constructing detailed, anatomically-informed models of brain function. In contrast, our analyses reproduce known neuroanatomy with precision and accuracy. This advantage is partly due to data acquisition procedures: while many DTI protocols measure diffusion in a small number of directions (e.g., 6 or 12), we employ a diffusion spectrum imaging (DSI)1, 2 protocol which assesses diffusion in 257 directions and at a range of magnetic gradient strengths. Moreover, DSI data allow us to use more sophisticated methods for reconstructing acquired data. In two experiments (visual attention and face perception), tractography reveals that co-active areas of the human brain are anatomically connected, supporting extant hypotheses that they form functional networks. DWI allows us to create a "circuit diagram" and reproduce it on an individual-subject basis, for the purpose of monitoring task-relevant brain activity in networks of interest.

We describe a novel approach for simultaneous analysis of brain function and structure using magnetic resonance imaging (MRI). We assess brain structure with high-resolution diffusion-weighted imaging and white-matter fiber tractography. Unlike standard structural MRI, these techniques allow us to directly relate anatomical connectivity to functional properties of brain networks.

שיתוף ניתוח של מבנה המוח ותפקודו באמצעות fMRI ודיפוזיה משוקללת הדמיה

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Mouse Hindbrain Ex Vivo Culture to Study Facial Branchiomotor Neuron Migration

Embryonic neurons are born in the ventricular zone of the brain, but subsequently migrate to new destinations to reach appropriate targets. Deciphering the molecular signals that cooperatively guide neuronal migration in the embryonic brain is therefore important to understand how the complex neural networks form which later support postnatal life. Facial branchiomotor (FBM) neurons in the mouse embryo hindbrain migrate from rhombomere (r) 4 caudally to form the paired facial nuclei in the r6-derived region of the hindbrain. Here we provide a detailed protocol for wholemount ex vivo culture of mouse embryo hindbrains suitable to investigate the signaling pathways that regulate FBM migration. In this method, hindbrains of E11.5 mouse embryos are dissected and cultured in an open book preparation on cell culture inserts for 24 hr. During this time, FBM neurons migrate caudally towards r6 and can be exposed to function-blocking antibodies and small molecules in the culture media or heparin beads loaded with recombinant proteins to examine roles for signaling pathways implicated in guiding neuronal migration.

Mouse Hindbrain Ex Vivo Culture to Study Facial Branchiomotor Neuron Migration

Embryonic neurons are born in the ventricular zone of the neural tube, but migrate to reach appropriate targets. Facial branchiomotor (FBM) neurons are a useful model to study neuronal migration. This protocol describes the wholemount ex vivo culture of mouse embryo hindbrains to investigate mechanisms that regulate FBM migration.

עכבר המוח האחורי<em&gt; Ex Vivo</em&gt; תרבות לחקר הגירת Branchiomotor Neuron פנים

Embryonic neurons are born in the ventricular zone of the brain, but subsequently migrate to new destinations to reach appropriate targets. Deciphering ...

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of the olfactory epithelium continuously give rise to new sensory neurons that extend their axons into the olfactory bulb, where they face the challenge to integrate into existing circuitry. Because of this particular feature, the olfactory system represents a unique opportunity to monitor axonal wiring and guidance, and to investigate synapse formation. Here we describe a procedure for in vivo labeling of sensory neurons and subsequent visualization of axons in the olfactory system of larvae of the amphibian Xenopus laevis. To stain sensory neurons in the olfactory organ we adopt the electroporation technique. In vivo electroporation is an established technique for delivering fluorophore-coupled dextrans or other macromolecules into living cells. Stained sensory neurons and their axonal processes can then be monitored in the living animal either using confocal laser-scanning or multiphoton microscopy. By reducing the number of labeled cells to few or single cells per animal, single axons can be tracked into the olfactory bulb and their morphological changes can be monitored over weeks by conducting series of in vivo time lapse imaging experiments. While the described protocol exemplifies the labeling and monitoring of olfactory sensory neurons, it can also be adopted to other cell types within the olfactory and other systems.

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

We describe a protocol for in vivo labeling of olfactory sensory neurons by electroporation and subsequent confocal laser-scanning or multiphoton microscopy to visualize neuronal morphology and its development over time.

מערכת חוש הריח כמודל לחקר דפוסי axonal צמיחה ומורפולוגיה<em&gt; In vivo</em

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of ...

A Protocol for the Administration of Real-Time fMRI Neurofeedback Training

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control neuroplastic processes and correct abnormal function, or even shift functions from damaged tissue to physiologically healthy brain regions, hold the potential to dramatically improve overall health. Of the current neuroplastic interventions in development, neurofeedback training (NFT) from functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) has the advantages of being completely non-invasive, non-pharmacologic, and spatially localized to target brain regions, as well as having no known side effects. Furthermore, NFT techniques, initially developed using fMRI, can often be translated to exercises that can be performed outside of the scanner without the aid of medical professionals or sophisticated medical equipment. In fMRI NFT, the fMRI signal is measured from specific regions of the brain, processed, and presented to the participant in real-time. Through training, self-directed mental processing techniques, that regulate this signal and its underlying neurophysiologic correlates, are developed. FMRI NFT has been used to train volitional control over a wide range of brain regions with implications for several different cognitive, behavioral, and motor systems. Additionally, fMRI NFT has shown promise in a broad range of applications such as the treatment of neurologic disorders and the augmentation of baseline human performance. In this article, we present an fMRI NFT protocol developed at our institution for modulation of both healthy and abnormal brain function, as well as examples of using the method to target both cognitive and auditory regions of the brain.

The ability to induce and/or control neural plasticity may be critical in future treatments for neurologic disorders and the recovery from brain injury. In this paper, we present a protocol on the use of neurofeedback training with functional magnetic resonance imaging to modulate human brain function.

פרוטוקול עבור fMRI ניהול בזמן אמת Neurofeedback אימונים

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control ...

New Methods to Study Gustatory Coding

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons (GRNs) detect tastant molecules, they encode information about the identity and concentration of the tastant as patterns of electrical activity that then propagate to follower neurons in the brain. These patterns constitute internal representations of the tastant, which then allow the animal to select actions and form memories. The use of relatively simple animal models has been a powerful tool to study basic principles in sensory coding. Here, we propose three new methods to study gustatory coding using the moth Manduca sexta. First, we present a dissection procedure for exposing the maxillary nerves and the subesophageal zone (SEZ), allowing recording of the activity of GRNs from their axons. Second, we describe the use of extracellular electrodes to record the activity of multiple GRNs by placing tetrode wires directly into the maxillary nerve. Third, we present a new system for delivering and monitoring, with high temporal precision, pulses of different tastants. These methods allow the characterization of neuronal responses in vivo directly from GRNs before, during and after tastants are delivered. We provide examples of voltage traces recorded from multiple GRNs, and present an example of how a spike sorting technique can be applied to the data to identify the responses of individual neurons. Finally, to validate our recording approach, we compare extracellular recordings obtained from GRNs with tetrodes to intracellular recordings obtained with sharp glass electrodes.

We present three new methods to study gustatory coding. Using a simple animal, the moth Manduca sexta (Manduca), we describe a dissection protocol, the use of extracellular tetrodes to record the activity of multiple gustatory receptor neurons, and a system for delivering and monitoring precisely timed pulses of tastants.

שיטות חדשות לחקר קידוד גוסטוריאלי

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons ...

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a considerable amount of information has been generated regarding ORN responses to odorants, the role of specific ORNs in driving behavioral responses remains poorly understood. Complications in behavior analyses arise due to different volatilities of odorants that activate individual ORNs, multiple ORNs activated by single odorants, and the difficulty in replicating naturally observed temporal variations in olfactory stimuli using conventional odor-delivery methods in the laboratory. Here, we describe a protocol that analyzes Drosophila larval behavior in response to simultaneous optogenetic stimulation of its ORNs. The optogenetic technology used here allows for specificity of ORN activation and precise control of temporal patterns of ORN activation. Corresponding larval movement is tracked, digitally recorded, and analyzed using custom written software. By replacing odor stimuli with light stimuli, this method allows for a more precise control of individual ORN activation in order to study its impact on larval behavior. Our method could be further extended to study the impact of second-order projection neurons (PNs) as well as local neurons (LNs) on larval behavior. This method will thus enable a comprehensive dissection of olfactory circuit function and complement studies on how olfactory neuron activities translate in to behavior responses.

Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons

This protocol analyzes navigational behavior of Drosophila larva in response to simultaneous optogenetic stimulation of its olfactory neurons. Light of 630 nm wavelength is used to activate individual olfactory neurons expressing a red-shifted channel rhodopsin. Larval movement is simultaneously tracked, digitally recorded, and analyzed using custom-written software.

מעקב אחר התנהגות זחל דרוזופילה בתגובה Optogenetic גירוי של חוש הריח נוירונים

The ability of insects to navigate toward odor sources is based on the activities of their first-order olfactory receptor neurons (ORNs). While a ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of sciatic nerve injury rodent models. In this protocol, we describe a novel kinematic analysis method that uses a three-dimensional (3D) motion capture apparatus for functional evaluations using a rat sciatic nerve crush injury model. First, the rat is familiarized with treadmill walking. Markers are then attached to the designated bone landmarks and the rat is made to walk on the treadmill at the desired speed. Meanwhile, the posterior limb movements of the rat are recorded using four cameras. Depending on the software used, marker tracings are created using both automatic and manual modes and the desired data are produced after subtle adjustments. This method of kinematic analysis, which uses a 3D motion capture apparatus, offers numerous advantages, including superior precision and accuracy. Many more parameters can be investigated during the comprehensive functional evaluations. This method has several shortcomings that require consideration: The system is expensive, can be complicated to operate, and may produce data deviations due to skin shifting. Nevertheless, kinematic analysis using a 3D motion capture apparatus is useful for performing functional anterior and posterior limb evaluations. In the future, this method may become increasingly useful for generating accurate assessments of various traumas and diseases.

We introduce a kinematic analysis method that uses a three-dimensional motion capture apparatus containing four cameras and data processing software for performing functional evaluations during fundamental research involving rodent models.

3D ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

ללא תשלום נשימה fMRI שיטה לחקר האדם חוש הריח פונקציה

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video