Medical physics · 2025

Исследование нейро-сосудистой реактивности на исследовании FMRI во время визуальной активации у людей с множественным склерозом с использованием ЭЭГ и гиперкапния.

СтатьяНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен

Обработка статьи · этапы, ошибки и управление

Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Shin Wanyong, Krishnan Balu, Nemani Ajay, Ontaneda Daniel, Lowe Mark J

Аннотация

У людей с множественным склерозом (MS) наблюдается разная модель активации уровня кислорода в крови (BOLD) в ходе исследований функционального магнитного резонансного изображения (FMRI) по сравнению со здоровым контролем (HC). ЦЕЛЬ: Цель настоящего исследования заключается в определении того, обусловлены ли наблюдаемые различия в активации БЛД между людьми, имеющими MS (PwMS) и HC, различиями в нейроваскулярном сцеплении, церебральном потоке крови (CBF) или фактической нейрональной активности.МЕТОДЫ: Мы изучили нейронную активацию в PwMS (n = 11) и совпадающих по возрасту и полу участников HC (n = 15) с использованием одновременной электроэнцефалограммы (EEG) и мер FMRI в ходе визуальной задачи (VT) и гиперкапния. Результаты: Как в HC, так и в PwMS наблюдается значительная нейроваскулярная сцепка. Нейро-сосудистые сцепные коэффициенты между группами существенно не отличаются. Вместе с тем мы наблюдаем значительно более низкий рост CBF во время VT и более высокий количественный CBF в состоянии покоя в PwMS, чем в HC (p < 0,05). На основе модели множественной регрессии, в группе НС, мы обнаружили, что изменение контрастности BOLD во время VT лучше всего прогнозируется изменением мощности EG во время VT (Student t-score = 2,64, p = 0,022) и изменением CBF во время гиперкапнии (Student t-score = 2,59, p = 0,024). В PwMS изменение контрастности BOLD во время VT негативно прогнозируется изменением CBF во время VT (Student t-score = -4,02, p = 0,003).ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Эти выводы могли бы объяснить, что активация BOLD в PwMS определяется главным образом изменением кровотока во время активации, а не прямыми нейронными мерами активации или гемодинамической сосудистой реактивностью во время вызова гиперкапнии, что предполагает, что изменённые сосудистые эффекты в ответ на активацию задач в PCMS могут быть связаны с поврежденной гемодинамикой мозга, что может привести к широко наблюдаемой аномальной активации BOLD в исследованиях FMRI PCMS.

Оригинал публикации

Investigation of neuro-vascular reactivity on fMRI study during visual activation in people with multiple sclerosis using EEG and hypercapnia challenge.

BACKGROUND: People with multiple sclerosis (MS) exhibit a different pattern of blood oxygenation level-dependent (BOLD) activation on functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies when compared to healthy control (HC).

PURPOSE: The objective of this study is to determine whether observed differences in BOLD activation between people with MS (pwMS) and HC participants are due to the differences of neurovascular coupling, cerebral blood flow (CBF) or actual neuronal activity.

METHODS: We investigated the neuronal activation in pwMS (n = 11) and age- and sex-matched HC participants (n = 15) using simultaneous electroencephalogram (EEG) and fMRI measures during a visual task (VT) and hypercapnia condition.

RESULTS: Significant neurovascular coupling is observed in both HC and pwMS. Neuro-vascular coupling ratios are not significantly different between groups. However, we observe significantly lower CBF increase during VT and higher quantitative CBF at a rest state in pwMS than in HC (p < 0.05). From the multiple regression model, in HC group, we found that the BOLD contrast change during VT is best predicted by the EEG power change during VT (Student t-score = 2.64, p = 0.022), and the CBF change during hypercapnia (Student t-score = 2.59, p = 0.024). In pwMS, the BOLD contrast change during VT is negatively predicted by the CBF change during VT (Student t-score = -4.02, p = 0.003).

CONCLUSION: These findings could explain that BOLD activation in pwMS is mainly determined by the blood flow change during activation rather than the direct neuronal activation measures or hemodynamic vascular reactivity during hypercapnia challenge, suggesting that altered vasodilatory effects in response to task activation in pwMS might be linked to impaired cerebral hemodynamics, possibly leading to the widely observed abnormal BOLD activation in fMRI studies of pwMS.

Предметные рубрики MeSH

Humans Hypercapnia Male Female Multiple Sclerosis Magnetic Resonance Imaging Electroencephalography Adult Cerebrovascular Circulation Neurovascular Coupling Middle Aged Oxygen

Ошибки и ограничения

Аннотация

Investigation of neuro-vascular reactivity on fMRI study during visual activation in people with multiple sclerosis using EEG and hypercapnia challenge.

Предметные рубрики MeSH