MEASURING RESTING STATE FUNCTIONAL CONNECTIVITY IN AWAKE MOUSE'S BRAIN USING fMRI
UYANIK FARE BEYNİNDE fMRI KULLANARAK DİNLENME HALİ FONKSİYONEL BAĞLANTISALLIĞININ ÖLÇÜLMESİ
- Tez No: 1018975
- Danışmanlar: DR. NANYİN ZHANG, DR. JİAN YANG, DR. XİAO LİU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Manyetik rezonans görüntüleme, Magnetic resonance imaging
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Pennsylvanıa State Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), kan oksijen seviyesine bağlı (BOLD) seviyelerindeki zaman içindeki değişimlerin invaziv olmayan bir şekilde ölçülmesine ve altta yatan nöral aktivite hakkında çıkarımlar yapılmasına olanak tanır. BOLD; kandaki oksijen tüketimi, serebral kan akışı ve kan hacmindeki değişikliklere duyarlıdır. Anestezi altındaki hayvanlar üzerinde çok sayıda fMRI çalışması yürütülmüştür, ancak bunların yorumlanması tartışmalıdır; çünkü anestezik ajanlar beyin hemodinamiğini önemli ölçüde bozabilir ve uyanık haldeki nörovasküler eşleşme ilişkisini temsil etmeyebilecek BOLD sinyali değişikliklerine yol açabilir. Uyanık hayvanlarda yürütülen nörogörüntüleme çalışmaları önemlidir çünkü beyin hemodinamiğindeki değişiklikleri daha doğru bir şekilde tespit edebilirler. Dinlenme hali fMRI (rsfMRI), denekler bir görev yerine getirmiyorken veya duyusal bir uyarı almıyorken beyin ağlarının fonksiyonel bağlantısallığını değerlendirmek için kullanılabilen bir tekniktir. rsfMRI; genetik manipülasyonların, çevresel etkileşimlerin, farmakolojik tedavilerin ve nöropatolojinin insan ve hayvanlardaki beyin fonksiyonları üzerindeki etkisini araştırmak için potansiyel olarak kullanılabilir. İnsanlarda uyanık haldeyken yapılan çok sayıda rsfMRI çalışması mevcutken, hayvanlarda çok daha az sayıda uyanık rsfMRI çalışması yürütülmüştür. Bu nedenle, kemirgenler için bir uyanık rsfMRI prosedürü oluşturmak beyin fonksiyonlarına dair anlayışın genişletilmesine yardımcı olacaktır. Farelerde yerleşik bir uyanık rsfMRI prosedürü, genetik ile normal ve hastalıklı beyinlerin işleyişi arasındaki ilişkiyi araştırmak için kullanılabilecek çeşitli transgenik farelerin mevcudiyeti göz önüne alındığında özellikle önemlidir. Başarılı olması durumunda bu çalışma, daha fazla uyanık fare rsfMRI çalışmasını teşvik edebilir ve bu sonuçlar insan çalışmalarına ışık tutabilir. Bu tezde, uyanık bir fare rsfMRI protokolü oluşturduk. Bu süreç; özel bir radyofrekans (RF) bobini tasarımını ve hareket artefaktlarını (hatalarını) azaltmak için fareleri görüntüleme kısıtlayıcısına alıştırma prosedürlerini içermektedir. Veri işleme, ana beyin bölgeleri arasında doğru ve tekrarlanabilir dinlenme hali fonksiyonel bağlantısallığı üreten tohum temelli (seed-based) analiz dahil olmak üzere MATLAB'da gerçekleştirilmiştir. Sağlıklı farelerde incelenen tohum bölgeleri; talamus, amigdala, hipokampus, hipotalamus ve kortikal şeridi kapsamaktadır.
Özet (Çeviri)
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) allows non-invasive measurement of changes in blood-oxygenation-level dependent (BOLD) level over time and to draw inferences about the underlying neural activity. BOLD is responsive to changes in oxygen consumption in blood, cerebral blood flow and blood volume. A number of fMRI studies have been conducted in anesthetized animals, but their interpretations are controversial because anesthetic agents can significantly disrupt brain hemodynamics, leading to changes in BOLD signals that might not represent the neurovascular coupling relationship during the awake state. Neuroimaging studies conducted in awake animals are important because they can more accurately detect changes in brain hemodynamics. Resting state fMRI (rsfMRI) is a technique that can be used for assessing functional connectivity of brain networks when subjects are not performing a task or receiving sensory stimulation. rsfMRI can potentially be used to investigate the influence of genetic manipulations, environmental interactions, pharmacological treatments, and neuropathology on brain function in humans and animals. While there are numerous rsfMRI studies in humans during the awake state, much fewer awake rsfMRI studies have been conducted in animals. Thus, establishing an awake rsfMRI procedure for rodents will help broaden understanding of brain function. An established awake rsfMRI procedure in mice is especially important, given the availability of a variety of transgenic mice that can be used to investigate the relationship between genetic and the function of normal and diseased brains. If successful, this could stimulate more awake mice rsfMRI studies and those results can inform human studies. In this thesis, we established an awake mouse rsfMRI protocol. This involved the design of a customized radiofrequency (RF) coil and procedures for acclimating mice to the imaging restrainer to reduce motion artifacts. Data processing was performed in MATLAB, including seed-based analysis, which produced accurate and reproducible resting state functional connectivity between major brain regions. The seed regions of interest included the thalamus, amygdala, hippocampus, hypothalamus, and cortical ribbon in healthy mice.
Benzer Tezler
- Dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu olan çocuklarda dinlenme hali fonksiyonel MR görüntülemenin kliniğe katkısının görüntü işleme teknikleri ile araştırılması
Research of clinical contribution of resting state functional MR imaging in children with attention deficit hyperactivity disorder using image processing techniques
ŞERİFE GENGEÇ BENLİ
Doktora
Türkçe
2018
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRA İÇER
- Detection of obsessive compulsive disorder using resting-state functional connectivity data
Obsesif kompulsif bozukluğun dinlenme-durumu fonksiyonel bağlantı verileri kullanılarak saptanması
SONA KHANEH SHENAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR HALICI
PROF. DR. METEHAN ÇİÇEK
- Machine-learning approaches for neurological disorder diagnosis from genomic and neuroimaging data
Genomik ve nörogörüntüleme verilerinden nörolojik bozukluk teşhisi için makine öğrenmesi yaklaşımları
İSMAİL BİLGEN
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEHÇET UĞUR TÖREYİN
- Fraktal geometri ve hidrolik pürüzlülük
The Fractal geometry and the hydraulic roughness
SAİT ALANSATAN
- Antalya Kaleiçi'nde Yenikapı Gavur Hamamı restorasyon projesi
The restoration project of Gavur Hamamı (Yenikapı Hamamı) of Antalya Citadel
ŞEYDA GÜVENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ERSEN