Nörogörüntülemede SPM Uygulamaları: - Islevsel MR
advertisement
BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Nörogörüntülemede SPM Uygulamalar: ³levsel MR-BOLD Sinyallerinin Fizyolojik Dogas E§itmen: Sinem Burcu ERDOAN, M.S. Bo§aziçi Üniversitesi 8 Nisan 2011 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Dersin Ak³ 1 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik alan ve darbeler Kandaki oksijenin manyetik özellikleri 2 BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Sinirsel etkinli§in di§er ölçümleri (e.g.EEG) ile ili³ki Sinirsel etkinli§in kan ak³ hzna etkisi BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i Uyar BOLD aras Olaylar Zinciri BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i 3 Temel Adm 1inci Adm: Nesne veya ki³iyi taraycya yerle³tirme 2nci Adm: Radyo dalgalar gönderme 3üncü Adm: Yaylan dalgalar ölçme BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i 3 Temel Adm 1inci Adm: Nesne veya ki³iyi taraycya yerle³tirme 2nci Adm: Radyo dalgalar gönderme 3üncü Adm: Yaylan dalgalar ölçme BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i 3 Temel Adm 1inci Adm: Nesne veya ki³iyi taraycya yerle³tirme 2nci Adm: Radyo dalgalar gönderme 3üncü Adm: Yaylan dalgalar ölçme BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 1inci Adm Protonlarn yönelim ve dönme frekanslar vardr. Herhangi bir malzemeyi MR taraycsna koydu§umuz zaman, bu malzemenin protonlar taraycnn manyetik alan ile uyumlu sralanr. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 1inci Adm Protonlarn yönelim ve dönme frekanslar vardr. Herhangi bir malzemeyi MR taraycsna koydu§umuz zaman, bu malzemenin protonlar taraycnn manyetik alan ile uyumlu sralanr. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 1inci Adm Protonlarn yönelim ve dönme frekanslar vardr. Herhangi bir malzemeyi MR taraycsna koydu§umuz zaman, bu malzemenin protonlar taraycnn manyetik alan ile uyumlu sralanr. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 1inci Adm Protonlarn yönelim ve dönme frekanslar vardr. Herhangi bir malzemeyi MR taraycsna koydu§umuz zaman, bu malzemenin protonlar taraycnn manyetik alan ile uyumlu sralanr. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 2nci Adm Radyo dalgalar (RF darbesi) uygun frekansta (Larmor frekans) gönderildi§i zaman, protonlarn frllarnn yönelimi emilen enerji ile de§i³tirilebilir. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 2nci Adm Radyo dalgalar (RF darbesi) uygun frekansta (Larmor frekans) gönderildi§i zaman, protonlarn frllarnn yönelimi emilen enerji ile de§i³tirilebilir. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 2nci Adm Radyo dalgalar (RF darbesi) uygun frekansta (Larmor frekans) gönderildi§i zaman, protonlarn frllarnn yönelimi emilen enerji ile de§i³tirilebilir. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as RF darbesini sonlandrdktan sonra, protonlar özgün yönelimlerine döner. Bu srada RF dalgalar ³eklinde enerji yayarlar. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 3üncü Adm-B: Yaylan Radyo Dalgalarn Ölçme (T1) RF darbesini sonlandrdktan sonra, protonlar özgün yönelimlerine döner. Bu srada RF darbesi ³eklinde enerji yayarlar. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 3üncü Adm-B: Yaylan Radyo Dalgalarn Ölçme (T1) RF darbesini sonlandrdktan sonra, protonlar özgün yönelimlerine döner. Bu srada RF darbesi ³eklinde enerji yayarlar. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as 3üncü Adm-B: Yaylan Radyo Dalgalarn Ölçme (T1) RF darbesini sonlandrdktan sonra, protonlar özgün yönelimlerine döner. Bu srada RF darbesi ³eklinde enerji yayarlar. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as MRG Fizi§i MRG Genel Çal³ma Prensibi Sabit manyetik alandaki protonlarn frllarn RF dalgalar ile uyarma Bölgesel T1, T2, T2* farklarna hassas bir imge edinme yöntemi kullanma Uzamsal bir imge çkarma BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as MRG Fizi§i MRG Genel Çal³ma Prensibi Sabit manyetik alandaki protonlarn frllarn RF dalgalar ile uyarma Bölgesel T1, T2, T2* farklarna hassas bir imge edinme yöntemi kullanma Uzamsal bir imge çkarma BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as MRG Fizi§i MRG Genel Çal³ma Prensibi Sabit manyetik alandaki protonlarn frllarn RF dalgalar ile uyarma Bölgesel T1, T2, T2* farklarna hassas bir imge edinme yöntemi kullanma Uzamsal bir imge çkarma BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD i³areti Kandaki oksijen seviyesindeki de§i³ime ba§l olarak manyetik alandaki homojenlik bozulumunu ölçer BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD i³areti Kandaki oksijen seviyesindeki de§i³ime ba§l olarak manyetik alandaki homojenlik bozulumunu ölçer BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD Kar³tlk ³areti Dinlenme Durumu ↑ Sinirsel ↑ Kan Etkinlik Akisi → ↑ Oksihemoglobin → ↑ MR Etkinlik Durumu Sinyali BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD Kar³tlk ³areti Dinlenme Durumu ↑ Sinirsel ↑ Kan Etkinlik Akisi → ↑ Oksihemoglobin → ↑ MR Etkinlik Durumu Sinyali BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD Kar³tlk ³areti Dinlenme Durumu ↑ Sinirsel ↑ Kan Etkinlik Akisi → ↑ Oksihemoglobin → ↑ MR Etkinlik Durumu Sinyali BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Ne ölçüyoruz? Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojisi BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Üç Önemli Soru 1 BOLD i³areti sinirsel aksiyon potansiyelleri ve yerel alan potansiyellerinden hangisi ile daha fazla ilintilidir? 2 BOLD i³areti beynin enerji ihtiyac hakknda nasl bilgi içerir? 3 Negatif BOLD i³areti ne anlama gelir? BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Elektrozyolojik Ba§lantlar Kaynak: Lauritzen, 2005 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i Aksiyon potansiyelleri v.s Sinaptik Aktivite Kaynak: Logothetis ve ark., Nature, 2001 BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Aksiyon potansiyelleri v.s Sinaptik Aktivite-2 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Aksiyon Potansiyelleri ve Yerel Kan Ak³nn Ayrlmas BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Ço§unlukça Kabul Gören Kan: "BOLD i³areti post-sinaptik etkinlik ile daha güçlü ilintilidir." BOLD; kortikal bir sinir toplulu§unun içsel i³leyi³inin yansra o toplulu§a verilen girdinin bir yansmasdr. Lauritzen,2005 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Üç Önemli Soru 1 BOLD i³areti sinirsel aksiyon potansiyelleri ve yerel alan potansiyellerinden hangisi ile daha fazla ilintilidir? 2 BOLD i³areti beynin enerji ihtiyac hakknda nasl bilgi içerir? 3 Negatif BOLD i³areti ne anlama gelir? BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD etkinli§ini enerji ihtiyac m sinaptik etkinlik mi gütmektedir? Kaynak: D'Esposito ve ark., 2003 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i Tahmin Edilen Enerji Tüketimi Kaynak: D'Esposito ve ark., 2003 BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Post-sinaptik Etkinli§in Enerjik Açdan Sonuçlar Enerji ve Oksijen ihtiyac bölgesel kan ak³n nasl etkiler? Kaynak: Attwell ve Laughlin, 2001 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Bölgesel kan ak³ do§rudan postsinaptik tetikleyici etkinlik ile güdülür. Kaynak: D'Esposito ve ark., 2003 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i Glutamerjik Sinapslar: leri Yönlü Besleme Kaynak: Lauritzen ve ark., 2005 BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i Kan Ak³nn leri Yönlü Kontrolü Kaynak: Gordon ve ark., Nature, 2008 BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Üç Önemli Soru 1 BOLD i³areti sinirsel aksiyon potansiyelleri ve yerel alan potansiyellerinden hangisi ile daha fazla ilintilidir? 2 BOLD i³areti beynin enerji ihtiyac hakknda nasl bilgi içerir? 3 Negatif BOLD i³areti ne anlama gelir? BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as "Negatif BOLD yerel alan potansiyellerindeki dü³ü³ ile ili³kilidir." Kaynak: Shmuel, Nat.Neurosci., 2006 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Basklayc Post-sinaptik Potansiyellerin Kan Ak³na Etkisi Sinaptik basklama kan ak³n ayarlamada etkili olabilir Kaynak: Lauritzen, Nat.Neurosci., 2005 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Negatif BOLD v.s Basklayc Post-Sinaptik Potansiyeller Kaynak: Lauritzen, Nat.Neurosci., 2005 BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as Özet BOLD ÇBE'den ise YAP için daha aydnlatc bigi ta³r. BOLD'un kortikal bir bölgenin çkts kabul edilen aksiyon potansiyeli ate³leme seviyesini de§il, o bölgenin girdisi ve içsel i³lemlerini yanstt§ dü³ünülmektedir. Bölgesel kan ak³ vazodilatasona neden olan nörotransmitterler tarafndan kontrol edilir. Yldz hücrelerde glutamatn ta³nmas glukoz metabolizmasn tetikler. Sinaptik basklama negatif BOLD'un sebebi olabilir. BOLD ³aretinin Fiziksel Do§as Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Fizi§i Te³ekkürler BOLD ³aretinin Fizyolojik Do§as
