We report on a patient who showed visual recovery following bilateral occipital lobe infarct, as evaluated by follow up functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion tensor tractography (DTT). A 56-year-old female patient exhibited severe visual impairment since onset of the cerebral infarct in the bilateral occipital lobes. The patient complained that she could not see anything, although the central part of the visual field remained dimly at 1 week after onset. However, her visual function has shown improvement with time. As a result, at 5 weeks after onset, she notified that her visual field and visual acuity had improved. fMRI and DTT were acquired at 1 week and 4 weeks after onset, using a 1.5-T Philips Gyroscan Intera. The fiber number of left optic radiation (OR) increased from 257 (1-week) to 353 (4-week), although the fiber numbers for right OR were similar. No activation in the occipital lobe was observed on 1-week fMRI. By contrast, activation of the visual cortex, including the bilateral primary visual cortex, was observed on 4-week fMRI. We demonstrated visual recovery in this patient in terms of the changes observed on DTT and fMRI. It appears that the recovery of the left OR was attributed more to resolution of local factors, such as peri-infarct edema, than brain plasticity.
혈액의 산소화와 불 산소화에 따른 국부적인 자화율 효과의 변화에 의한 자장의 불 균일성에 민감한 경사 자장 에코 기법은 현재의 뇌기능 MR 영상의 기본이 되고 있다. 일반적으로 이러한 경사 자장 에코기법은 $T2^{*}$ 혹은 BOLD효과에 의한 자장의 불 균일성의 증가가 신호의 감소로 나타난다. BOLD 효과는 주자장에 대한 핏줄의 방향이나 영상 형식, 즉, 횡단면, 관상면, 또는 시상면에 따라 달라진다. 그래서 영상 형식과 영상면에 대한 기울임 각에 따른 신호의 변화와 BOLD 효과의 변화에 대한 정량적인 연구를 하였다. 연구는 자화율 효과에 대해 다른 민감도를 가지는 TRFGE 와 CGE 기법으로 이루어졌다. 컴퓨터 모의 실험과 실험 결과를 본 논문에 나타내었다.
The purpose of this study was to investigate whether or not acupuncture of GB34 produces a significant response of the modulation of somatomotor areas by functional magnetic resonance imaging (fMRI) study. The acupoint, GB34, located in the back of the knee, is known to be effective in recovering motor function after stroke. Using 3T MRI scanner, functional MR imaging of the whole brain was performed in 12 normal healthy subjects during two stimulation paradigms; acupuncture manipulation on GB 34 and sham points. This study investigates the activation of the mortor cortex elicited by a soft and an intensified stimulation of GB 34. Three different paradigms were carried out to detect any possible modulation of the Blood Oxygenation Level Dependent (BOLD) response in the somatomortor area to motor stimulation through acupuncture. Group analysis from seven individuals showed that bilateral sensorimotor areas (BA 3,4,6 and 7) showed stimulation related BOLD signal contrast of approximately 6% whereas very few areas were activated when sham stimulation is given. The present study shows that acupuncture fMRI study can be safely conducted in 3T MRI environment, and acupuncture stimulation in GB34 modulates the cortical activities of the somatomotor area in human. The present findings may shed light on the CNS mechanism of motor function by acupuncture and form a basis for future investigations of motor modulation circuits in the stroke patients.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제31권1호
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pp.87-104
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2024
Most functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies in resting state have assumed that the functional connectivity (FC) between time series from distinct brain regions is constant. However, increased interest has recently been in quantifying possible dynamic changes in FC during fMRI experiments. FC study may provide insight into the fundamental workings of brain networks to brain activity. In this work, we focus on the specific problem of estimating the dynamic behavior of pairwise correlations between time courses extracted from two different brain regions. We compare the sliding-window techniques such as moving average (MA) and exponentially weighted moving average (EWMA), dynamic causality with vector autoregressive (VAR) model, dynamic conditional correlation (DCC) based on volatility, and the proposed alternative methods to use differencing and recursive residuals. We investigate the properties of those techniques in a series of simulation studies. We also provide an application with major depressive disorder (MDD) patient fMRI data to demonstrate studying dynamic correlations.
본 연구의 목적은 뇌 영상 기술을 활용한 정서 연구를 근거로 기본정서 이론을 확인하는 것이다. 이를 위해 기능적 자기공명영상(functional magnetic resonance imaging, fMRI) 연구들에 대한 메타분석을 수행했다. 기본정서 이론을 확인하기 위해 즐거움, 행복, 공포, 분노, 혐오, 슬픔의 6개 개별정서를 선정했다. 개별정서의 fMRI 자료를 수집하기 위해 최근 10년간 289편의 fMRI 연구를 조사했으며, 이중에서 69편이 포함 기준을 충족시켰다. 6개 정서에 대해서 건강한 피험자들을 대상으로 실험한 fMRI 자료를 수집했으며, Talairach 또는 MNI 표준 좌표로 보고된 연구만을 포함시켰다. Talairach와 MNI 좌표 체계간의 차이를 없애기 위해 Talairach 좌표를 기준으로 분석하였다. 활성화 가능성 추정(ALE) 기법을 이용한 GingerALE 2.3 프로그램을 사용하여 메타분석을 수행했다. 연구 결과 기본정서 이론의 관점에서 개별정서들이 일관되고 구별 가능한 국부적인 뇌 반응과 관련 된다는 것을 확인했다. 각각의 개별 정서들과 관련된 뇌 반응 영역에 대한 본 연구의 결과는 선행연구들의 결과와 대체로 일치하였다. 본 연구의 결과를 일반화에 있어서 극복해야 할 제한점을 기술하고 후속 연구에 대해 몇 가지를 제언하였다.
기능성자기공명혈관조영술(fMRA)은 2008년 한국에서 처음 이루어진 기술과학적 혁신이다. 7테슬라 초고자장 자기공명영상을 주로 활용하는 이 기술은, 뇌내 미세혈관 영상을 획득하여 뇌의 인지활동을 이미징하는 기술이며, 가천의대 뇌과학 연구소에서 기본 개념이 개발되었다. 관련 논문은 2008년, 2010년, 2012년 세 차례에 걸쳐 연관된 SCI 저널에 출판되었으며 지속적으로 그 가능성이 탐색되고 있는 중이다. 특히 fMRA는 Seiji Ogawa 박사가 '90년대 개발하여 인지과학 분야에서 널리 활용되고 있는 fMRI(기능성자기공명영상)와 경합하는 기술로 개발되었다. fMRI와 fMRA 모두 뇌내 미세혈관의 영상을 획득하여 인간의 인지기능을 시각화하는 기술이다. fMRI는 특정한 인지활동에 따르는 국소적 산소농도 변화를 포착하여 이미지화하는 기술이고, fMRA는 초고해상도 뇌영상의 획득을 통해, 해당 인지활동과 연관된 뇌의 영역으로 연결되는 미세혈관의 변화 자체를 포착하는 기술이다. 그런데 fMRA 기술이 구성되던 시기의 과학자사회 내부를 들여다보면, 우리는 해당 신기술이 일련의 경계 작업을 통한 과학적 개념의 재설정과 용어(기표)의 자유로운 의미작용을 활용하여 입지를 공고히 하는 기호학적 작업(기표-정치)을 수반했음을 확인할 수 있다. 기표-정치는 기호학적인 정치 행위이자 정치적인 기호사용 행위(semiotic politics and political semiotics)이다. 기술과학의 정치성은 과학자 사회와 시민사회, 전문가와 비전문가의 접점에서만 발생하는 것이 아니며, 신기술이 등장한 경우 우리는 수면 밑에서 발생하는 과학자들 간의 경합 외에도 신기술과 구기술 사이의 기술적 경합을 분석할 필요가 있다. 신기술과 결부된 이러한 측면을 분석함으로써 분석자는, 특정 기술과학에 내재된 경쟁구조와 핵심 행위자들 사이에 배태된 정치성을 발견할 수 있기 때문이다.
Magnetoencephalography (MEG) is the measurement of the magnetic fields produced by electrical activity in the brain, usually conducted externally, using extremely sensitive devices such as Superconducting Quantum Interference Device (SQUID). MEG needs complex and expensive measurement settings. Because the magnetic signals emitted by the brain are on the order of a few femtoteslas (1 fT = 10-15T), shielding from external magnetic signals, including the Earth's magnetic field, is necessary. An appropriate magnetically shielded room is very expensive, and constitutes the bulk of the expense of an MEG system. MEG is a relatively new technique that promises good spatial resolution and extremely high temporal resolution, thus complementing other brain activity measurement techniques such as electroencephalography (EEG), positron emission tomography (PET), single-photon emission computed tomography (SPECT) and functional magnetic resonance imaging (fMRI). MEG combines functional information from magnetic field recordings with structural information from MRI. The clinical uses of MEG are in detecting and localizing epileptic form spiking activity in patients with epilepsy, and in localizing eloquent cortex for surgical planning in patients with brain tumors. Magnetoencephalography may be used alone or together with electroencephalography, for the measurement of spontaneous or evoked activity, and for research or clinical purposes.
Purpose: To investigate whether or not acupuncture of GB34 produces a significant response of the modulation of somatomotor areas by functional magnetic resonance imaging (fMRI) study. The acupoint, GB34, located in the back of the knee, is known to be effective in recovering motor function after stroke.
Purpose: In this study, we investigated the possible motor pathways of hemiplegic stroke patients usin combined TMS and BOLD fMRI approach and evaluated the correlation between TMS a fMRI methods. Method: Four subjects, who demonstrated left hemiplegia after stroke, are included. TMS was performed using a Dantec Mag2 stimulator (Dantec Company, USA) in single puls mode with figure eight-shaped coil. Following TMS localization, The BOLD T2*-weight images were acquired with echo planar imaging sequence (TR = 1.2 sec, TE = 60 msec, and flip angle = 90). Motor activation was studied by means of a repetitive fing flexion-extension task. The stimulation protocol comprised 10 cycles of alternating activati and rest (10 images per cycle). Total 60 cycles were performed and each cycle take abou 1.5 sec. The resulting images were then analyzed with STIMULATE (CMRR, U, o Minnesota) to generate functional maps using a student t-test (p < 0.0005) and cluste analysis.
목적: 본 연구에서는 숙달된 택시운전기사들을 대상으로 내비게이션 시스템을 이용하여 운전하는 한국인 대조군에 비교하여 해마의 부피와 모양 그리고 기능적 변화를 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 총 8명의 대상군(4명의 숙달된 택시운전기사들과 4명의 같은 나이대 일반인 대조군)에 대해 삼차원 T1강조영상과 혈류산소 수준에 따른 기능성 자기공명영상을 촬영하였다. 해마의 용적과 모양, 기능성 자기공명영상 자료를 분석하여 두 군간에 신경 활성도 차이를 비교하였다. 결과: 해마의 용적은 두 군간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p > 0.05). 해마의 모양을 보면, 택시운전기사군의 왼쪽 해마가 대조군에 비해 전체 길이가 약간 길고 머리와 꼬리부분이 약간 더 컸다(p < 0.05, uncorrected). 기능성 자기공명영상에서는 택시운전기사군에서 대조군에 비해 방추상회가 특히 활성화되어 있었다. 결론: 택시운전기사군의 해마가 보이는 이러한 구조적, 기능적 변화는 그들의 직업과 관련하여 공간적 탐색능력을 지속적으로 사용하면서 해마와 관련 뇌영역이 기능적으로 분화했음을 나타내는 소견으로 추측할 수 있겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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