Функциональная магнитно-резонансная спектроскопия головного мозга
Методика изучения метаболизма мозга
Метод медицинской диагностики
Функциональная магнитно-резонансная спектроскопия головного мозга
Цельиспользует магнитно-резонансную томографию для изучения метаболизма мозга

Функциональная магнитно-резонансная спектроскопия мозга ( фМРС ) использует магнитно-резонансную томографию (МРТ) для изучения метаболизма мозга во время активации мозга . Данные, полученные с помощью фМРС, обычно показывают спектры резонансов, а не изображение мозга, как при МРТ. Площадь под пиками в спектре представляет собой относительные концентрации метаболитов.

fMRS основана на тех же принципах, что и магнитно-резонансная спектроскопия in vivo (MRS). Однако, в то время как обычная MRS регистрирует один спектр метаболитов из интересующей области, ключевым интересом fMRS является обнаружение множественных спектров и изучение динамики концентрации метаболитов во время работы мозга. Поэтому ее иногда называют динамической MRS , [1] [2] событийно-связанной MRS [3] или MRS с временным разрешением . [4] Новым вариантом fMRS является функциональная диффузионно-взвешенная спектроскопия (fDWS), которая измеряет диффузионные свойства метаболитов мозга при активации мозга. [5]

В отличие от in vivo MRS, которая активно используется в клинических условиях, fMRS используется в первую очередь как исследовательский инструмент, как в клиническом контексте, например, для изучения динамики метаболитов у пациентов с эпилепсией , мигренью и дислексией , так и для изучения здорового мозга. fMRS можно использовать для изучения динамики метаболизма и в других частях тела, например, в мышцах и сердце; однако исследования мозга стали гораздо более популярными.

Основными целями исследований фМРС являются содействие пониманию энергетического метаболизма в мозге, а также тестирование и совершенствование методов сбора и количественной оценки данных для обеспечения и повышения достоверности и надежности исследований фМРС.

Основные принципы

Изучаемые ядра

Как и in vivo MRS, fMRS может исследовать различные ядра, такие как водород ( 1 H) и углерод ( 13 C). Ядро 1 H является наиболее чувствительным и чаще всего используется для измерения концентраций метаболитов и динамики концентрации, тогда как 13 C лучше всего подходит для характеристики потоков и путей метаболизма мозга. Естественное содержание 13 C в мозге составляет всего около 1 %; поэтому исследования 13 C fMRS обычно включают обогащение изотопом посредством инфузии или приема внутрь. [6]

В литературе 13 C fMRS обычно называют функциональным 13 C MRS или просто 13 C MRS . [7]

Спектральное и временное разрешение

Обычно в МРС один спектр получается путем усреднения достаточного количества спектров за длительное время получения. [8] Усреднение необходимо из-за сложных спектральных структур и относительно низких концентраций многих метаболитов мозга, что приводит к низкому отношению сигнал/шум (SNR) в МРС живого мозга.

fMRS отличается от MRS тем, что получает не один, а несколько спектров в разные моменты времени, пока участник находится внутри сканера МРТ. Таким образом, временное разрешение очень важно, и время получения должно быть достаточно коротким, чтобы обеспечить динамическую скорость изменения концентрации метаболитов.

Чтобы сбалансировать потребность во временном разрешении и достаточном SNR, fMRS требует высокой напряженности магнитного поля (1,5 Т и выше). Высокая напряженность поля имеет преимущество в увеличении SNR, а также улучшенного спектрального разрешения, что позволяет обнаружить больше метаболитов и более подробную динамику метаболитов. [2]

fMRS постоянно совершенствуется, поскольку более сильные магниты становятся более доступными, а также разрабатываются лучшие методы сбора данных, обеспечивающие повышенное спектральное и временное разрешение. С помощью сканеров с магнитами 7 Тесла можно обнаружить около 18 различных метаболитов спектра 1 H, что является значительным улучшением по сравнению с менее мощными магнитами. [9] [10] Временное разрешение увеличилось с 7 минут в первых исследованиях fMRS [11] до 5 секунд в более поздних. [4]

Спектроскопическая техника

В фМРС, в зависимости от направленности исследования, может использоваться как одновоксельная, так и многовоксельная спектроскопическая техника.

В одновоксельной фМРС выбор интересующего объема (VOI) часто осуществляется путем проведения функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) перед фМРС для локализации области мозга, активируемой задачей. Одновоксельная спектроскопия требует более короткого времени получения данных; поэтому она больше подходит для исследований фМРС, где требуется высокое временное разрешение и известен интересующий объем.

Мультивоксельная спектроскопия предоставляет информацию о группе вокселей, и данные могут быть представлены в виде 2D или 3D изображений, но для этого требуется больше времени получения данных, и поэтому временное разрешение уменьшается. Мультивоксельная спектроскопия обычно выполняется, когда конкретный интересующий объем неизвестен или важно изучить динамику метаболитов в более крупной области мозга. [12]

Преимущества и ограничения

fMRS имеет несколько преимуществ по сравнению с другими методами функциональной нейровизуализации и обнаружения биохимии мозга. В отличие от двухтактной канюли , микродиализа и вольтамперометрии in vivo , fMRS является неинвазивным методом изучения динамики биохимии в активированном мозге. Он выполняется без воздействия на субъектов ионизирующего излучения, как это делается в исследованиях позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ). fMRS дает более прямое измерение клеточных событий, происходящих во время активации мозга, чем BOLD fMRI или ПЭТ, которые полагаются на гемодинамические реакции и показывают только глобальное поглощение нейронами энергии во время активации мозга, в то время как fMRS также дает информацию о базовых метаболических процессах, которые поддерживают работу мозга. [6]

Однако фМРС требует очень сложных методов сбора данных, количественной оценки и интерпретации результатов. Это одна из главных причин, по которой в прошлом ей уделялось меньше внимания, чем другим методам МРТ, но доступность более мощных магнитов и усовершенствования в методах сбора данных и количественной оценки делают фМРС более популярной. [13]

Основные ограничения фМРС связаны с чувствительностью сигнала и тем фактом, что многие метаболиты, представляющие потенциальный интерес, не могут быть обнаружены с помощью современных методов фМРС.

Из-за ограниченного пространственного и временного разрешения fMRS не может предоставить информацию о метаболитах в различных типах клеток, например, используется ли лактат нейронами или астроцитами во время активации мозга. Наименьший объем, который в настоящее время может быть охарактеризован с помощью fMRS, составляет 1 см3 , что слишком много для измерения метаболитов в различных типах клеток. Чтобы преодолеть это ограничение, используется математическое и кинетическое моделирование. [14] [15]

Многие области мозга не подходят для исследований фМРС, поскольку они слишком малы (например, небольшие ядра в стволе мозга ) или слишком близки к костной ткани, спинномозговой жидкости или экстракраниальным липидам , что может вызвать неоднородность вокселя и загрязнить спектры. [16] Чтобы избежать этих трудностей, в большинстве исследований фМРС интересующий объем выбирается из зрительной коры , поскольку она легко стимулируется, имеет высокий энергетический метаболизм и дает хорошие сигналы МРС. [17]

Приложения

В отличие от in vivo MRS, которая активно используется в клинических условиях, [ требуется ссылка ] fMRS используется в первую очередь как исследовательский инструмент, как в клиническом контексте, например, для изучения динамики метаболитов у пациентов с эпилепсией [18] , мигренью [19] [20] [17] и дислексией [16] [21] , так и для изучения здорового мозга.

Метод фМРС можно использовать для изучения динамики метаболизма и в других частях тела, например, в мышцах [22] и сердце [23] ; однако исследования мозга стали гораздо более популярными.

Главные цели исследований фМРС — внести вклад в понимание энергетического метаболизма в мозге, а также проверить и улучшить методы сбора и количественной оценки данных для обеспечения и повышения достоверности и надежности исследований фМРС. [24]

Исследования энергетического метаболизма мозга

fMRS была разработана как расширение MRS в начале 1990-х годов. [11] Ее потенциал как исследовательской технологии стал очевиден, когда она была применена к важной исследовательской проблеме, где исследования ПЭТ были неубедительными, а именно несоответствие между потреблением кислорода и глюкозы во время длительной визуальной стимуляции. [25] Исследования 1 H fMRS подчеркнули важную роль лактата в этом процессе и внесли значительный вклад в исследования энергетического метаболизма мозга во время активации мозга. Они подтвердили гипотезу о том, что лактат увеличивается во время длительной визуальной стимуляции [26] [27] [28] и позволили обобщить выводы, основанные на визуальной стимуляции, на другие типы стимуляции, например, слуховую стимуляцию, [29] двигательные задачи [30] и когнитивные задачи. [16] [31]

Измерения 1 H fMRS сыграли важную роль в достижении текущего консенсуса среди большинства исследователей о том, что уровень лактата увеличивается в течение первых минут интенсивной активации мозга. Однако нет последовательных результатов о величине увеличения, и вопросы о точной роли лактата в энергетическом метаболизме мозга все еще остаются без ответа и являются предметом продолжающихся исследований. [32] [33]

13 C MRS — это особый тип fMRS, особенно подходящий для измерения важных нейрофизиологических потоков in vivo и в режиме реального времени для оценки метаболической активности как в здоровом, так и в больном мозге (например, в опухолевой ткани человека [34] ). Эти потоки включают цикл трикарбоновых кислот , цикл глутамат-глутамин , потребление глюкозы и кислорода. [6] 13 C MRS может предоставить подробную количественную информацию о динамике глюкозы, которую нельзя получить с помощью 1 H fMRS из-за низкой концентрации глюкозы в мозге и распространения ее резонансов в нескольких мультиплетах в спектре 1 H MRS. [35]

13 C MRS сыграли решающую роль в признании того, что бодрствующий нестимулированный (отдыхающий) человеческий мозг очень активен, используя 70%–80% своей энергии для окисления глюкозы для поддержки сигнализации в корковых сетях, что, как предполагается, необходимо для сознания . [36] Это открытие имеет важное значение для интерпретации данных BOLD фМРТ, где эта высокая базовая активность, как правило, игнорируется, а реакция на задачу отображается как независимая от базовой активности. Исследования 13 C MRS показывают, что этот подход может неправильно оценить и даже полностью пропустить мозговую активность, вызванную задачей. [37]

Результаты 13 C MRS вместе с другими результатами исследований ПЭТ и фМРТ были объединены в модель, объясняющую функцию активности в состоянии покоя, называемую сетью режима по умолчанию . [38]

Другим важным преимуществом 13 C MRS является то, что он предоставляет уникальные средства для определения временного хода метаболитных пулов и измерения скорости оборота циклов TCA и глутамат-глутамин. Таким образом, было доказано, что он важен в исследованиях старения , показывая, что митохондриальный метаболизм снижается с возрастом, что может объяснить снижение когнитивных и сенсорных процессов. [39]

Исследования водного резонанса

Обычно в 1 H fMRS сигнал воды подавляется для обнаружения метаболитов с гораздо более низкой концентрацией, чем вода. Однако неподавленный сигнал воды может быть использован для оценки функциональных изменений времени релаксации T2* во время активации коры.

Этот подход был предложен в качестве альтернативы методу BOLD fMRI и использовался для обнаружения визуальной реакции на световую стимуляцию , двигательной активации при постукивании пальцами и активаций в языковых областях во время обработки речи. [40] Недавно функциональная одновоксельная протонная спектроскопия в реальном времени (fSVPS) была предложена в качестве метода для исследований нейрофидбэка в реальном времени в магнитных полях 7 Тесла (7 Тл) и выше. Этот подход может иметь потенциальные преимущества перед BOLD fMRI и является предметом текущих исследований. [41]

Исследования мигрени и боли

fMRS использовался в исследованиях мигрени и боли. Он подтвердил важную гипотезу о дисфункции митохондрий у пациентов с мигренью с аурой (MwA). Здесь способность fMRS измерять химические процессы в мозге с течением времени оказалась решающей для подтверждения того, что повторяющаяся фотостимуляция вызывает более высокий уровень лактата и более высокий уровень снижения N-ацетиласпартата (NAA) в зрительной коре у пациентов с MwA по сравнению с пациентами с мигренью без ауры (MwoA) и здоровыми людьми. [17] [19] [20]

В исследовании боли фМРТ дополняет методы фМРТ и ПЭТ. Хотя фМРТ и ПЭТ постоянно используются для локализации областей обработки боли в мозге, они не могут предоставить прямую информацию об изменениях метаболитов во время обработки боли, которая могла бы помочь понять физиологические процессы, лежащие в основе восприятия боли, и потенциально привести к новым методам лечения боли . фМРТ преодолевает это ограничение и использовалась для изучения вызванных болью (холод-давление, тепло, зубная боль) изменений уровня нейротрансмиттеров в передней поясной коре , [42] [43] передней островковой коре [4] и левой островковой коре. [44] Эти исследования фМРТ ценны, поскольку они показывают, что некоторые или все соединения Glx ( глутамат , ГАМК и глутамин ) увеличиваются во время болевых стимулов в изучаемых областях мозга.

Когнитивные исследования

Когнитивные исследования часто опираются на обнаружение нейронной активности во время познания. Использование fMRS для этой цели в настоящее время в основном находится на экспериментальном уровне, но быстро расширяется. Когнитивные задачи, в которых использовалась fMRS, и основные результаты исследования суммированы ниже.

Когнитивная задачаОбласть мозгаОсновные выводы
Задание по молчаливому созданию словЛевая нижняя лобная извилинаПовышенный уровень лактата во время выполнения задания у молодых участников в состоянии бодрствования [31], но не у молодых участников с длительным бодрствованием и пожилых участников, что подразумевает, что старение и длительное бодрствование могут привести к дисфункции энергетического метаболизма мозга и вызвать нарушение функции лобной коры [45] .
Задача на изучение двигательной последовательностиКонтралатеральная первичная сенсомоторная кораСнижение уровня ГАМК во время выполнения задания позволяет предположить, что модуляция ГАМК происходит при кодировании задания. [46]
Длительное задание на соответствие образцу рабочей памятиЛевая дорсолатеральная префронтальная кораПовышенный уровень ГАМК во время первого запуска рабочей памяти и постоянно снижающийся во время последующих трех запусков. Уменьшение ГАМК с течением времени коррелировало с уменьшением времени реакции и более высокой точностью выполнения задачи. [47]
Представление абстрактных и реальных объектов мираБоковая затылочная кораБолее высокий рост уровня глутамата при предъявлении абстрактных объектов по сравнению с реальными объектами. В этом исследовании фМРС использовалась одновременно с ЭЭГ , и наблюдалась положительная корреляция между активностью гамма-диапазона и изменениями уровня глутамата. [48]
задача СтрупаПередняя поясная кора (ППК)Демонстрация динамики фосфокреатина с временным разрешением 12 с. Задача Струпа для этого исследования была выбрана, поскольку ранее было показано, что левая ACC значительно активируется во время выполнения задачи Струпа. Главным следствием этого исследования было то, что надежные измерения fMRS возможны в ACC во время когнитивных задач. [8]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Frahm, J; Krüger, G; Merboldt, KD; Kleinschmidt, A (февраль 1996 г.). «Динамическое расцепление и воссоединение перфузии и окислительного метаболизма во время фокальной активации мозга у человека». Магнитный резонанс в медицине . 35 (2): 143– 8. doi :10.1002/mrm.1910350202. PMID  8622575. S2CID  44632199.
  2. ^ ab Duarte, JM; Lei, H; Mlynárik, V; Gruetter, R (июнь 2012 г.). «Нейрохимический профиль, количественно определенный с помощью спектроскопии ЯМР 1H in vivo». NeuroImage . 61 (2): 342– 62. doi :10.1016/j.neuroimage.2011.12.038. PMID  22227137. S2CID  140204181.
  3. ^ Апшвалка, Д.; Гэди, А.; Клеменс, М.; Маллинз, П.Г. (сентябрь 2015 г.). «Динамика глутамата и эффектов BOLD, связанная с событиями, измеренная с помощью функциональной магнитно-резонансной спектроскопии (фМРС) при 3 Т в парадигме подавления повторений». NeuroImage . 118 : 292– 300. doi :10.1016/j.neuroimage.2015.06.015. PMID  26072254. S2CID  317499.
  4. ^ abc Gussew, A; Rzanny, R; Erdtel, M; Scholle, HC; Kaiser, WA; Mentzel, HJ; Reichenbach, JR (15 января 2010 г.). "Разрешенное во времени функциональное 1 H МР-спектроскопическое обнаружение изменений концентрации глутамата в мозге во время острой стимуляции тепловой болью". NeuroImage . 49 (2): 1895– 902. doi :10.1016/j.neuroimage.2009.09.007. PMID  19761852. S2CID  22410558.
  5. ^ Branzoli, F; Techawiboonwong, A; Kan, H; Webb, A; Ronen, I (19 ноября 2012 г.). «Функциональная диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная спектроскопия первичной зрительной коры человека при 7 Т». Магнитный резонанс в медицине . 69 (2): 303– 9. doi : 10.1002/mrm.24542 . PMID  23165888. S2CID  23433785.
  6. ^ abc Шульман, RG; Хайдер, F; Ротман, DL (август 2002 г.). «Биофизическая основа активности мозга: значение для нейровизуализации». Quarterly Reviews of Biophysics . 35 (3): 287– 325. doi :10.1017/s0033583502003803. PMID  12599751. S2CID  24184305.
  7. ^ Моррис, ПГ (декабрь 2002 г.). «Синаптические и клеточные события: последний рубеж?». Европейская нейропсихофармакология . 12 (6): 601– 7. doi :10.1016/S0924-977X(02)00109-8. PMID  12468023. S2CID  31624759.
  8. ^ ab Taylor, R; Williamson, PC; Théberge, J (2012). «Функциональная магнитно-резонансная томография в передней поясной извилине». Международная конференция по магнитно-резонансной томографии , Мельбурн, Виктория, Австралия.
  9. ^ Mangia, S; Tkác, I; Gruetter, R; Van de Moortele, PF; Maraviglia, B; Uğurbil, K (май 2007 г.). «Устойчивая нейрональная активация повышает окислительный метаболизм до нового устойчивого уровня: данные спектроскопии ЯМР 1H в зрительной коре человека». Журнал мозгового кровотока и метаболизма . 27 (5): 1055–63 . doi : 10.1038/sj.jcbfm.9600401 . PMID  17033694. S2CID  7911505.
  10. ^ Шаллер, Б. М.; Мекле, Р.; Синь, Л.; Грюттер, Р. (2011). «Концентрация метаболитов изменяется во время визуальной стимуляции с использованием функциональной магнитно-резонансной спектроскопии (фМРС) на клиническом сканере 7Т» (PDF) . Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med . 19 : 309.
  11. ^ ab Prichard, J; Rothman, D; Novotny, E; Petroff, O; Kuwabara, T; Avison, M; Howseman, A; Hanstock, C; Shulman, R (1 июля 1991 г.). "Подъем лактата, обнаруженный с помощью 1H ЯМР в зрительной коре человека во время физиологической стимуляции". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (13): 5829– 31. Bibcode : 1991PNAS...88.5829P. doi : 10.1073 /pnas.88.13.5829 . PMC 51971. PMID  2062861. 
  12. ^ Dager, SR; Layton, ME; Strauss, W; Richards, TL; Heide, A; Friedman, SD; Artru, AA; Hayes, CE; Posse, S (февраль 1999). «Метаболическая реакция человеческого мозга на кофеин и эффекты толерантности». The American Journal of Psychiatry . 156 (2): 229–37 . doi :10.1176/ajp.156.2.229. PMID  9989559. S2CID  21972829.
  13. ^ Alger, JR (апрель 2010 г.). «Количественная протонная магнитно-резонансная спектроскопия и спектроскопическая визуализация мозга: дидактический обзор». Темы магнитно-резонансной томографии . 21 (2): 115–28 . doi :10.1097/RMR.0b013e31821e568f. PMC 3103086. PMID  21613876 . 
  14. ^ Шестов, AA; Эмир, UE; Кумар, A; Генри, PG; Сиквист, ER; Оз, G (ноябрь 2011 г.). «Одновременное измерение транспорта и использования глюкозы в человеческом мозге». Американский журнал физиологии. Эндокринология и метаболизм . 301 (5): E1040–9. doi :10.1152/ajpendo.00110.2011. PMC 3213999. PMID 21791622  . 
  15. ^ Mangia, S; Simpson, IA; Vannucci, SJ; Carruthers, A (май 2009). «Транспорт лактата от нейрона к астроциту in vivo в человеческом мозге: доказательства моделирования измеренных уровней лактата во время визуальной стимуляции». Journal of Neurochemistry . 109 (Suppl 1): 55– 62. doi :10.1111/j.1471-4159.2009.06003.x. PMC 2679179 . PMID  19393009. 
  16. ^ abc Richards, Todd L. (2001). «Функциональная магнитно-резонансная томография и спектроскопическая томография мозга: применение фМРТ и фМРС при нарушениях чтения и образовании». Learning Disability Quarterly . 24 (3): 189– 203. doi :10.2307/1511243. JSTOR  1511243. S2CID  143481058.
  17. ^ abc Reyngoudt, H; Paemeleire, K; Dierickx, A; Descamps, B; Vandemaele, P; De Deene, Y; Achten, E (июнь 2011 г.). «Увеличивается ли уровень лактата зрительной коры после фотостимуляции у пациентов с мигренью без ауры? Функциональное (1)H-MRS-исследование». Журнал головной боли и боли . 12 (3): 295– 302. doi :10.1007/s10194-011-0295-7. PMC 3094653. PMID  21301922 . 
  18. ^ Chiappa, KH; Hill, RA; Huang-Hellinger, F; Jenkins, BG (1999). «Фоточувствительная эпилепсия, изученная с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии». Epilepsia . 40 (Suppl 4): 3– 7. doi : 10.1111/j.1528-1157.1999.tb00899.x . PMID  10487166. S2CID  31920460.
  19. ^ аб Шандор, PS; Дыдак, У; Шенен, Дж; Коллиас, СС; Хесс, К; Бозигер, П; Агости, РМ (июль 2005 г.). «МР-спектроскопическая визуализация при зрительной стимуляции в подгруппах мигрени с аурой». Цефалгия: Международный журнал головной боли . 25 (7): 507–18 . doi : 10.1111/j.1468-2982.2005.00900.x . PMID  15955037. S2CID  13930022.
  20. ^ ab Sarchielli, P; Tarducci, R; Presciutti, O; Gobbi, G; Pelliccioli, GP; Stipa, G; Alberti, A; Capocchi, G (15 февраля 2005 г.). "Функциональные данные 1H -MRS у пациентов с мигренью с аурой и без нее, оцененные в межприступный период". NeuroImage . 24 (4): 1025– 31. doi :10.1016/j.neuroimage.2004.11.005. PMID  15670679. S2CID  6646109.
  21. ^ Ричардс, TL; Дагер, SR; Корина, D; Серафини, S; Хайде, AC; Стьури, K; Штраус, W; Хейс, CE; Эбботт, RD; Крафт, S; Шоу, D; Поссе, S; Бернингер, VW (сентябрь 1999 г.). «У детей-дислексиков наблюдается аномальная реакция лактата мозга на языковые задания, связанные с чтением». AJNR . Американский журнал нейрорадиологии . 20 (8): 1393– 8. PMC 7657735. PMID  10512218. 
  22. ^ Мейершпир, Мартин; Робинсон, Саймон; Набюрс, Кристина И.; Шеенен, Том; Шойзенгейер, Адриан; Унгер, Эвальд; Кемп, Грэм Дж.; Мозер, Эвальд (1 декабря 2012 г.). «Сравнение локализованной и нелокализованной динамической 31P магнитно-резонансной спектроскопии при тренировке мышц при 7 Т». Магнитный резонанс в медицине . 68 (6): 1713– 1723. doi :10.1002/mrm.24205. PMC 3378633. PMID  22334374. 
  23. ^ Pluim, BM; Lamb, HJ; Kayser, HW; Leujes, F; Beyerbacht, HP; Zwinderman, AH; van der Laarse, A; Vliegen, HW; de Roos, A; van der Wall, EE (24 февраля 1998 г.). «Функциональная и метаболическая оценка сердца спортсмена с помощью магнитно-резонансной томографии и стресс-магнитно-резонансной спектроскопии с добутамином». Circulation . 97 (7): 666– 72. doi : 10.1161/01.CIR.97.7.666 . PMID  9495302.
  24. ^ Ротман, DL; Бехар, KL; Хайдер, F; Шульман, RG (2003). «Исследования ЯМР потока нейротрансмиттера глутамата и нейроэнергетики in vivo: последствия для функции мозга». Annual Review of Physiology . 65 : 401–27 . doi :10.1146/annurev.physiol.65.092101.142131. PMID  12524459.
  25. ^ Fox, PT; Raichle, ME; Mintun, MA; Dence, C (22 июля 1988 г.). «Неокислительное потребление глюкозы во время фокальной физиологической нейронной активности». Science . 241 (4864): 462– 4. Bibcode :1988Sci...241..462F. doi :10.1126/science.3260686. PMID  3260686.
  26. ^ Mangia, S; Tkác, I; Gruetter, R; Van De Moortele, PF; Giove, F; Maraviglia, B; Uğurbil, K (май 2006 г.). «Чувствительность одновоксельной 1H-MRS при исследовании метаболизма активированной зрительной коры человека при 7 Тл». Магнитно-резонансная томография . 24 (4): 343– 8. CiteSeerX 10.1.1.362.7347 . doi :10.1016/j.mri.2005.12.023. PMID  16677939. 
  27. ^ Беднарик, П.; Ткач, И.; Джове, Ф.; ДиНуццо, М.; Дилчанд, Д.; Эмир, У.; Эберли, Л.; Манджиа, С. (март 2015 г.). «Нейрохимические и BOLD-ответы во время нейронной активации, измеренные в зрительной коре человека при 7 Тесла». J Cereb Blood Flow Metab . 35 (4): 601– 10. doi : 10.1038 /jcbfm.2014.233. PMC 4420878. PMID  25564236. 
  28. ^ Bednarik, P; Tkac, I; Giove, F; Eberly, LE; Deelchand, D; Barreto, FR; Mangia, S (январь 2017 г.). «Нейрохимические реакции на хроматические и ахроматические стимулы в зрительной коре человека». J Cereb Blood Flow Metab . 38 (2): 347– 359. doi :10.1177/0271678X17695291. PMC 5951013. PMID  28273721 . 
  29. ^ Ричардс, TL; Гейтс, GA; Гарднер, JC; Меррилл, T; Хейс, CE; Панагиотидес, H; Серафини, S; Рубель, EW (апрель 1997 г.). «Функциональная МР-спектроскопия слуховой коры у здоровых субъектов и пациентов с внезапной потерей слуха». AJNR. Американский журнал нейрорадиологии . 18 (4): 611– 20. PMC 8338503. PMID  9127020 . 
  30. ^ Кувабара, Т; Ватанабэ, Х; Цудзи, С; Юаса, Т (30 января 1995 г.). «Повышение уровня лактата в базальных ганглиях, сопровождающее движения пальцев: локализованное исследование 1H -MRS». Brain Research . 670 (2): 326– 8. doi :10.1016/0006-8993(94)01353-J. PMID  7743199. S2CID  22720163.
  31. ^ аб Уррила, AS; Хаккарайнен, А; Хейккинен, С; Вуори, К; Стенберг, Д; Хаккинен, AM; Лундбом, Н.; Поркка-Хейсканен, Т. (август 2003 г.). «Метаболическая визуализация человеческого познания: фМРТ / 1H-MRS исследование реакции мозга на лактат на генерацию молчаливых слов». Журнал церебрального кровотока и метаболизма . 23 (8): 942–8 . ​​doi : 10.1097/01.WCB.0000080652.64357.1D . PMID  12902838. S2CID  41480843.
  32. ^ Figley, CR (30 марта 2011 г.). «Транспорт лактата и метаболизм в человеческом мозге: последствия для гипотезы лактатного челнока астроцитов и нейронов». Journal of Neuroscience . 31 (13): 4768– 70. doi :10.1523/JNEUROSCI.6612-10.2011. PMC 6622969 . PMID  21451014. 
  33. ^ Lin, Y; Stephenson, MC; Xin, L; Napolitano, A; Morris, PG (август 2012 г.). «Исследование метаболических изменений, вызванных визуальной стимуляцией, с использованием функциональной протонной магнитно-резонансной спектроскопии при 7 Т». Журнал мозгового кровотока и метаболизма . 32 (8): 1484–95 . doi :10.1038/jcbfm.2012.33. PMC 3421086. PMID 22434070  . 
  34. ^ Вейнен, JP; Ван дер Грааф, М; Шинен, ТВ; Кломп, Д.В.; де Галан, Бельгия; Идема, Эй Джей; Хершап, А. (июнь 2010 г.). «Магнитно-резонансная спектроскопия 13C in vivo опухоли головного мозга человека после применения глюкозы, обогащенной 13C-1». Магнитно-резонансная томография . 28 (5): 690–7 . doi :10.1016/j.mri.2010.03.006. ПМИД  20399584.
  35. ^ Mangia, S; Giove, F; Tkác, I; Logothetis, NK; Henry, PG; Olman, CA; Maraviglia, B; Di Salle, F; Uğurbil, K (март 2009). «Метаболические и гемодинамические события после изменений нейрональной активности: текущие гипотезы, теоретические предсказания и экспериментальные данные ЯМР in vivo». Журнал мозгового кровотока и метаболизма . 29 (3): 441– 63. doi :10.1038/jcbfm.2008.134. PMC 2743443. PMID  19002199 . 
  36. ^ Шульман, РГ; Хайдер, Ф; Ротман, ДЛ (7 июля 2009 г.). «Базовая энергия мозга поддерживает состояние сознания». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (27): 11096– 101. Bibcode : 2009PNAS..10611096S. doi : 10.1073/pnas.0903941106 . PMC 2708743. PMID  19549837 . 
  37. ^ Хайдер, Ф.; Ротман, Д.Л. (15 августа 2012 г.). «Количественная фМРТ и окислительная нейроэнергетика». NeuroImage . 62 (2): 985– 94. doi :10.1016/j.neuroimage.2012.04.027. PMC 3389300 . PMID  22542993. 
  38. ^ Gusnard, DA; Raichle, ME; Raichle, ME (октябрь 2001 г.). «В поисках базовой линии: функциональная визуализация и покоящийся человеческий мозг». Nature Reviews Neuroscience . 2 (10): 685–94 . doi :10.1038/35094500. PMID  11584306. S2CID  18034637.
  39. ^ Boumezbeur, F; Mason, GF; de Graaf, RA; Behar, KL; Cline, GW; Shulman, GI; Rothman, DL; Petersen, KF (январь 2010 г.). «Измененный метаболизм митохондрий мозга при здоровом старении по данным магнитно-резонансной спектроскопии in vivo». Журнал мозгового кровотока и метаболизма . 30 (1): 211– 21. doi :10.1038/jcbfm.2009.197. PMC 2949111. PMID  19794401 . 
  40. ^ Хенниг, Дж. (15 августа 2012 г.). «Функциональная спектроскопия для фМРТ без градиента». NeuroImage . 62 (2): 693– 8. doi :10.1016/j.neuroimage.2011.09.060. PMID  22001263. S2CID  5702210.
  41. ^ Koush, Yury; Elliott, Mark A.; Mathiak, Klaus (15 сентября 2011 г.). «Single Voxel Proton Spectroscopy for Neurofeedback at 7 Tesla». Materials . 4 (9): 1548– 1563. Bibcode : 2011Mate....4.1548K. doi : 10.3390/ma4091548 . PMC 3886242. PMID  24416473 . 
  42. ^ Маллинз, ПГ; Роуленд, ЛМ; Юнг, РЭ; Сиббитт ВЛ, младший (июнь 2005 г.). «Новый метод изучения реакции мозга на боль: протонная магнитно-резонансная спектроскопия». NeuroImage . 26 (2): 642– 6. doi :10.1016/j.neuroimage.2005.02.001. PMID  15907322. S2CID  30312412.
  43. ^ Куперс, Р.; Даниельсен, Э.Р.; Кехлет, Х.; Кристенсен, Р.; Томсен, К. (март 2009 г.). «Болевая тоническая тепловая стимуляция вызывает накопление ГАМК в префронтальной коре у человека». Pain . 142 ( 1– 2): 89– 93. doi :10.1016/j.pain.2008.12.008. PMID  19167811. S2CID  35748308.
  44. ^ Gutzeit, A; Meier, D; Meier, ML; von Weymarn, C; Ettlin, DA; Graf, N; Froehlich, JM; Binkert, CA; Brügger, M (апрель 2011 г.). "Инсула-специфические реакции, вызванные зубной болью. Исследование с помощью протонной магнитно-резонансной спектроскопии" (PDF) . European Radiology . 21 (4): 807– 15. doi :10.1007/s00330-010-1971-8. PMID  20890705. S2CID  6405658.
  45. ^ Уррила, А.С.; Хаккарайнен, А; Хейккинен, С; Вуори, К; Стенберг, Д; Хаккинен, AM; Лундбом, Н.; Поркка-Хейсканен, Т. (июнь 2004 г.). «Стимул-индуцированный лактат мозга: последствия старения и длительного бодрствования». Журнал исследований сна . 13 (2): 111–9 . doi :10.1111/j.1365-2869.2004.00401.x. PMID  15175090. S2CID  39837026.
  46. ^ Floyer-Lea, A; Wylezinska, M; Kincses, T; Matthews, PM (март 2006 г.). «Быстрая модуляция концентрации ГАМК в сенсомоторной коре человека во время обучения движениям». Journal of Neurophysiology . 95 (3): 1639– 44. doi :10.1152/jn.00346.2005. PMID  16221751. S2CID  14770899.
  47. ^ Михельс, Л.; Мартин, Э.; Клавер, П.; Эдден, Р.; Зелайя, Ф.; Литго, Д.Дж.; Лючингер, Р.; Брандейс, Д.; О'Горман, Р.Л. (2012). Кёниг, Томас (ред.). «Уровни ГАМК во фронтальной области изменяются во время рабочей памяти». PLOS ONE . 7 (4): e31933. Bibcode : 2012PLoSO...731933M. doi : 10.1371/journal.pone.0031933 . PMC 3317667. PMID  22485128 . 
  48. ^ Lally, N; Mullins, PG; Roberts, MV; Price, D; Gruber, T; Haenschel, C (15 января 2014 г.). «Глутаматергические корреляты колебательной активности гамма-диапазона во время познания: одновременное исследование ER-MRS и ЭЭГ». NeuroImage . 85 (2): 823– 833. doi : 10.1016/j.neuroimage.2013.07.049 . PMID  23891885. S2CID  8041417.
  • Вводный курс ЯМР и МРТ (серия видео)
  • Введение в протонную ЯМР-спектроскопию (серия видео)
  • Магнитно-резонансная спектроскопия
  • Основы ЯМР
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Функциональная_магнитно-резонансная_спектроскопия_мозга&oldid=1220903900"