HC2 H7 Imaging de breinactiviteit

Question 1

Spatiële resolutie

Answer 1

Resolutie = oplossend vermogen, ofwel de precisie van de meetschaal): de mate waarin men verschillende hersengebieden van elkaar kan onderscheiden (dus de scherpte van foto of scan)
Hoe hoger. hoe beter

Question 2

Temporele resolutie

Answer 2

Mate waarin men snelle activiteit veranderingen van elkaar kan onderscheiden (precisie van de tijdklok)
Hoe hoger, hoe beter

Question 3

Single-cell recording

Answer 3

Registratie van potentialen van afzonderlijke neuronen (dieronderzoek, soms ook bij patiënten tijdens hersenoperaties/ bij epilepsie)
- Uitstekende spatiële en temporele resolutie

Question 4

Elektro-encefalografie (EEG)

Answer 4

– Kan inzicht geven in anatomische en functionele
afwijkingen van de cortex (bijv. tumoren, epilepsie,
hersenbeschadiging, pathologische
slaaptoestanden, effecten van toxische stoffen en
farmaca, o.a. tijdens anesthesie)
– Ruwe EEG: niet zo veel informatie over specifieke
cognitieve processen
– Goede temporele en matige spatiële resolutie
(volume conduction!)
– Toepassing: voornamelijk neurologische
diagnostiek
– Moderne toepassing: aansturing van externe
hulpmiddelen (BCI)

Question 5

Coherence theorie

Answer 5

Heeft het doel om de single-cell activiteit van het brein te relateren aan EEG-activiteit
Hoog: wanneer EEG een hoge, langzame golf laat zien en single-cell activiteit een hoge correlatie heeft
Laag: wanneer EEG een laag voltage en hoge frequentie heeft van een beta patroon en als single-cell activiteit een lage correlatie laat zien

Question 6

Elektrocorticografie (ECoG)

Answer 6

Procedure voor intracraniale EEG opname tijdens een operatie, elektroden worden direct op oppervlak van brein geplaatst, zodat er een betere manier van identificeren van een epileptische aanval beschikbaar is

Question 7

Event-Related Potential (ERP)

Answer 7

Potentiaalverdeling van een ERP over de cortex: “topographic mapping”
– ERPs op verschillende locaties: tijdsverloop informatie verwerking (‘route’ van stimulus door de cortex)
* ERPs hebben goede temporele en matige spatiële resolutie
* Toepassing: klinische diagnostiek en wetenschappelijk onderzoek in
neurologie, klinische neuropsychologie (steeds vaker), en psychiatrie

Question 8

ERP - vroege en late corticale componenten (N1, P2)

Answer 8

Automatische reacties op de stimulus
» Aandacht voor de stimulus is dus niet strikt vereist (zelfs tijdens slaap)
» Vooral bepaald door eigenschappen van de stimulus
» Geven onder andere aan of er stoornissen zijn in zintuig, in
verbinding tussen zintuig en cortex, of in sensorische cortex

Question 9

ERP - Cognitieve componenten (P300, N400, etc)

Answer 9

» Bewuste, cognitieve reacties op de stimulus
» Worden bepaald door subjectieve betekenis van de stimulus
voor de persoon, en dus ook door diens aandacht voor de
stimulus
» Kunnen een indicatie vormen van cognitieve stoornissen

Question 10

Latentietijd

Answer 10

Tijd tussen prikkeling en reactie

Question 11

Magneet- encefalografie (MEG)

Answer 11

Magnetische tegenhanger van EEG en ERP
Soort haardroger op je hoofd
Magnetisch veld om het axon, dat meet je met MEG
Het wordt niet door schedel afgeketst, dus preciezere meting dat bij EEG

Betere spatiële resolutie, zelfde temporele resolutie als EEG
Dure methode!!

Question 12

Deep Brain Stimulation (DBS)

Answer 12

Intracraniale hersenstimulatie
* Al vroeg gebruikt voor bepaling van corticale
functies tijdens hersenoperaties (“brain mapping”), invasief
* Tegenwoordig ook voor therapie (o.a. ziekte van
Parkinson, epilepsie, psychiatrische stoornissen)
* Goede spatiële resolutie
* Toepassing: neurologie, psychiatrie

Question 13

Remote Deep Brain Stimulation

Answer 13

• Twee kruisende hoog-frequente stroompjes van buiten de schedel
• Nanoparticles in specifieke hersenlocatie (eenvoudigere
  operatie), stimuleren met near infrared light (nabij-infrarood)

Question 14

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS)

Answer 14

Non-invasief, kort krachtig stroompje produceert magnetische veld dat een elektrisch veld in hersenen veroorzaakt
– Aanvankelijk alleen gebruikt voor “brain mapping” tijdens hersenoperaties,
nu ook voor onderzoek naar “mapping” van cognitieve taken
– Therapeutische toepassingen door middel van activering of inactivering (o.a.
depressie, angststoornissen en andere emotionele stoornissen; schizofrenie;
chronische pijn; motorische stoornissen)
– Matige spatiële resolutie
– Toepassing: neurologie, (klinische) neuropsychologie, psychiatrie

Question 15

rTMS

Answer 15

Gebieden inactiveren, virtuele lesie

Question 16

Beeldvorming hersenen - onderscheid

Answer 16

Onderscheid tussen anatomische en functionele imagingtechnieken
Anatomisch: bepalen van anatomische structuur van hersenen (CT, MRI, MRS, DTI)
Functioneel: bepalen van dynamische activiteit van hersenen (fMRI, PET, SPECT, fNIRS)
Bij de meeste technieken:
computerreconstructie van 3-
dimensionale hersenbeelden op basis
van een groot aantal parallelle,
horizontale 2-dimensionale beelden
(horizontale ‘slices’)

Question 17

Computer tomografie (CT)

Answer 17

• 2D of 3D röntgenbeeld van hersenen
• Stralen worden meer geabsorbeerd naarmate weefsel grotere dichtheid heeft
• Geeft inzicht in anatomische afwijkingen (laesies, tumoren)
• Redelijk goede spatiële resolutie, maar grijze en witte stof niet te onderscheiden
• Voxel: elke punt op CT-beeld representeert zo’n 1mm diameter cirkel van weefsel, wat voxel wordt genoemd
• toepassing: neurologische en psychiatrische diagnostiek

Question 18

MRI

Answer 18

• Weergave van anatomische structuur hersenen basis van verschillen in dichtheid van waterstofatomen tussen verschillende structuren
• Zeer goede spatiële resolutie
• Magnetisch veld wordt gemeten in tesla (T)
• toepassing: neurologische en psychiatrische diagnostiek

Question 19

MR spectroscopie (MRS)

Answer 19

• Weergave van tal specifieke chemische substanties in neuronen (DNA, RNA, myeline etc)
• Weergave van concentraties van specifieke NT binnen het brein, vb GABA
• Geeft ook gliacellen en andere niet-neuronale substanties
• Geeft inzicht in afwijkingen van hersencellen en gliacellen
  Toepassing: vooral wetenschappelijk onderzoek naar
  hersenafwijkingen en cognitieve functies (neurologie, klinische
  neuropsychologie)
• Klinische toepassing: vooral bij kinderen voor aantonen metabole
  stoornissen, maar ook bij beroertes en epilepsie

Question 20

Verschil MRI en MRS

Answer 20

MRI werkt op waterstofatomen (80% van brein), MRS meet overige 20% van brein; celmembranen, DNA etc

Question 21

Diffusie tensor imaging (DTI)

Answer 21

• MRI-methode om selectief zenuwvezels (witte stof) weer te geven
• Geeft inzicht in afwijkingen van zenuwbanen (MS)
• DTI geeft bvb de verbindingsneuronen weer tussen gebied van Wernicke en Broca
• toepassing: diagnostiek en wetenschappelijk onderzoek (neurologie, klinische neuropsychologie, psychiatrie)

Question 22

Functioneel magnetisch resonantie imaging (fMRI)

Answer 22

• Zuurstofverbruik van hersenen
• Zeer goede spatiële resolutie (MRI betere)
• Matige temporele resolutie
• Goede betrouwbaarheid van individuele registraties
• toepassing: diagnostiek en wetenschappelijk onderzoek (neurologie, neuropsychologie, psychiatrie)

Question 23

fMRI tijdens rusttoestand (rs-fMRI)

Answer 23

• Ook in normale rusttoestand zijn hersenen vrij actief
• Afwijkingen van normale beeld tijdens rust zijn gevonden tijdens vrijwel alle belangrijke neurologische en psychiatrische aandoeningen (bijv. halfzijdige verlamming na CVA, ziekte
  van Alzheimer, depressie, ADHD)
  – Toepassing: wetenschappelijk onderzoek (neurologie, klinische neuropsychologie (kinder)psychiatrie)

Question 24

Positron emissie tomografie (PET)

Answer 24

Geeft inzicht in stofwisseling (metabolisme), doorbloeding (perfusie), of
enzymactiviteit in specifieke hersengebieden

• Registratie opname van radioactief gelabeld materiaal geïnjecteerd in bloed door hersenen
• Grotere opname op bepaalde locatie = sterkere bloedstroom = sterkere lokale hersenactiviteit
• Goede spatiële resolutie maar slechte temporele resolutie, duur!
• Rode en gele gebieden hoge bloedstroom, blauw en groen minder
• Geeft inzicht in metabolische processen of activiteiten van transmittersubstanties in specifieke hersengebieden

Question 25

Single-foton emissie computer tomografie (SPECT)

Answer 25

Techniek vergelijkbaar met PET maar minder nauwkeurig

Question 26

Functioneel nabij infrarood spectroscopie (fNIRS)

Answer 26

• Registreert veranderingen in zuurstofgehalte in bloed, door 2-golflengtes van nabij-infrarood licht te gebruiken
• Nabij infrarood licht op schedel door glasvezel
• Detectors: gedeelte van fotonen dat terugkeert naar schedel
• Spatiële resolutie beter dan EEG, maar slechter dan fMRI
• Veilig, geen lawaai, minder gevoelig voor beweging

Question 27

Statische beeldtechnieken

Answer 27

Beelden met röntgenfoto’s

Question 28

Conventionele radiografie

Answer 28

Röntgenstraling gaat door schedel op röntgengevoelige film (botten zijn wit, hersenen grijs en ventrikels zijn zwart)

Question 29

Pneumoencefalografie

Answer 29

Methode voor het verbeteren van de conventionele radiografie door voordeel te nemen van dat röntgenstraling niet wordt geabsorbeerd door lucht
- Pijnlijk en invasief, verplaatst door MRI
- Cerebrospinale vloeistof vervangen door lucht, en dit kan gevaarlijk zijn

Question 30

Angiografie

Answer 30

Methode voor het maken van beelden van bloedvaten, er wordt een substantie ingespoten in de bloedvaten dat geabsorbeerd wordt door röntgenstraling (gevaarlijk en pijnlijk)

Question 31

Elektrische/magnetische hersenactiviteit meten met:

Answer 31

EEG
MEG

Question 32

Stimulatie hersenen meten met

Answer 32

DBS
TMS

Question 33

Hersenstructuur meten met

Answer 33

CT
MRI
DTI

Question 34

Hersenfunctie meten met

Answer 34

fMRI
fNIRS
PET

Question 35

Neurotransmitters meten met

Answer 35

PET
MRS