Hoofdstuk 2: methoden in de neurowetenschappen Flashcards
Welke structurele methoden zijn er?
- CAT/CT
- MRI
- Diffusion Tensor Imaging (DTI)
Hoe werkt een CAT/CT?
Röntgenstralen worden aan een kant gestuurd en aan de andere kant opgevangen. Er wordt gekeken hoeveel van de röntgenstralen worden geabsorbeerd om daaruit te bepalen wat er tussenin zit
Welke volgorde van densiteit zien we bij een CAT/CT?
cerebrospinaal vocht (zwart) < hersenweefsel < bloed < bot (wit)
Hoe werkt een MRI?
Er wordt een magnetisch veld gebruikt om gedrag van atomen te verstoren. Informatie over de duur van het herstel na deze verstoring wordt gebruikt om een beeld te creëren van de hersenanatomie
Welke delen zijn er bij een MRI?
- statistisch veld
- constant
- zorgt voor alignering - pulse sequentie
- zorgt voor verstoring
- frequentie bepaalt gevoeligheid voor specifieke substanties
- daarna wordt energie terug afgegeven en opgenomen door receiver coil (tijd meten tot herstel) - gradiënt veld
- spatiale informatie
Wat zijn de voordelen en nadelen van MRI?
voordelen
- grote spatiale resolutie
- geen röntgenstraling
nadeel
- geen metaal
Wat houdt Diffusion Tensor Imaging in?
Aan de hand van MRI beweging en anestiropie van watermoleculen in kaart brengen
Welke functionele methoden zijn er?
- elektrofysiologische methoden
- single-cell recording
- EEG
- ERP
- ECOG
- MEG
- metabolische methoden
- PET
- fMRI
Wat is het principe van single-cell recording?
Elektrofysiologische meting van hersenpotentialen: actiepotentialen rechtsreeks in kaart brengen -> proberen achterhalen wat de specifieke functie is van één bepaald neuron
Wat zijn de voordelen en nadelen van single-cell recording?
voordelen
- zeer accurate temporale en spatiale resolutie
nadelen
- zien maar klein deel van de werkelijkheid
Wat houdt EEG in?
Elektrische activiteit meten via electroden op de schedel om zo de algemene (activatie) toestand van de hersenen te bepalen -> actiepotentiaal meten
Wat zijn de voordelen en de nadelen van EEG?
voordelen
- goede temporele resolutie
nadelen
- slechte spatiale resolutie
Wat houdt ERP in?
Meting van de elektrische activiteit gekoppeld aan een gebeurtenis (stimulus response)
Wat zijn de voordelen en nadelen van ERP?
voordelen
- accurate temporele resolutie
nadelen
- onnauwkeurige spatiale resolutie
Hoe bekom je een error-related negativity (ERN)?
Als de golven gelijkgesteld worden op de respons
Wat houdt ti’e-frequency analyse in?
In verschillende frequentiebanden kijken hoeveel de verschillende frequenties bijdragen aan het signaal
Waarom is de spatiale resolutie bij ERP zo slecht?
Probleem van geleiding: zit veel weefsel tussen dat informatie kan geleiden -> moeilijk om te weten van waar de activiteit juist komt
Wat houdt ECOG in?
Elektrodes rechtstreeks op de hersenen plaatsen om zo te achterhalen wat de functie van een bepaald gebied is
Wat houdt MEG in?
Magnetische component in een magnetisch veld gaan bekijken en meten
Wat zijn de voordelen en nadelen van MEG?
voordelen
- accurate spatiale resolutie
nadelen
- pikt enkel magnetische verandering op dicht bij de schedel
Welke metabolische methoden zijn er?
- PET
- fMRI
- optical imaging/NIRS
Wat houdt PET in?
Via radioactieve substantie in het bloed kijken wat er in de hersenen gebeurd
Hoe ontstaat een foton?
Annihilatie: positronen gaan door te veel aanwezig te zijn loskomen en binden met elektronen
Wat zijn de beperkingen van PET?
- radioactiviteit
- beperkte temporele resolutie
- beperkte spatiale resolutie
- meerdere proefpersonen nodig (grote ongewenste ruis)
- duur
Wat wordt gemeten bij PET?
Regional cerebral flow (rCBF)
Hoe werkt raclopride bij PET?
Tracer: kijken naar individuele verschillen in dopamine opname
Wat houdt fMRI in?
Kijken naar de verhouding zuurstofrijk-zuurstofarm bloed (BOLD: blood oxygenation level dependent signal)
Wat zijn de voordelen van fMRI?
- spatiale en temporele resolutie beter
- geen beperking tot block design
- anatomische en fysiologische scan tegelijk
- geen beperkingen in aantal scans
- minder proefpersonen mogelijk
- minder duur
- niet invasief
Hoe zit het typische verloop van een BOLD-signaal er uit?
- 0-punt = verschijnen stimulus
-piek rond 6-7 seconden - gemiddelde duur ongeveer 10 seconden
Wat houdt de subtractiemethode in?
2 condities met elkaar gaan vergelijken: gelijkenissen van elkaar aftrekken -> wegfilteren van wat we niet nodig hebben
Wat is het probleem bij de subtractiemethode?
Toevoeging van een taakcomponent is niet steeds additief: kan zijn dat door het toevoegen andere processen ook gaan beïnvloed worden
Wat zijn oplossing voor het probleem bij de subtractiemethode?
- conjunctie: 2 subtracties op elkaar leggen en kijken wat er gemeenschappelijk is
- factoriële desings: gaan kijken naar interacties bij verschillende taakcomponenten
- parametrisatie: één taakfactor gaan bekijken (relateren van gedragsparameters aan BOLD signaal)
Wat is het verschil tussen een block design, een event gerelateerd design en een stochastisch design?
- block design: om de zoveel seconden een stimulus geven (steeds hetzelfde moeten doen)
- event gerelateerd design: experimentele en gecontroleerde taak door elkaar gooien
- stochastisch design: per toeval beslissen of men een experimentele of een controle conditie uitvoert
Welke bijzondere mogelijkheden zijn er bij fMRI?
- ER-fMRI: mogelijkheid tot segmenteren van taak in tijd (gefragmenteerde trials: duur van delay tussen taken manipuleren)
- combinatie fMRI-ERP/MEG
- functionele connectiviteit: kijken of er correlaties bestaan tussen verschillende delen van de hersenen
- netwerkconnectiviteit: hersenen in globaliteit bekijken om te zien welke hersendelen samenhangen
- patroon classificatie: kijken naar groepen van voxels of er daarbinnen patronen zitten tussen verschillende condities
Wat houdt optical imaging/NIRS in?
Via lichtbron infrarood licht op de hersenen gestuurd en aan de hand van de breking kijken of er meer zuurstofrijk of zuurstofarm bloed aanwezig is
Wat zijn de voordelen en nadelen van optical imaging/NIRS?
voordelen
- niet in scanner
- werkt goed voor (kleine) kinderen (dunnere schedel)
nadelen
- BOLD signaal
- slechte spatiale resolutie (geraken niet diep in de hersenen)
Wat houdt de laesie methode in?
Als er schade is aan een bepaald hersengebied en er is een onmogelijkheid om een specifieke functie uit te voeren, dan kan men aannemen dat die functie steunt op dat bepaald deel van de hersenen
Wat zijn de beperkingen van letselstudies bij patiënten?
- heterogeniteit
- indirecte observatie
- onderschatting bijdrage van bepaalde gebieden
Wat zijn de voordelen en nadelen bij single case onderzoek?
voordelen
- kunnen alles vanuit verschillende hoeken heel gedetailleerd in kaart brengen
nadelen
- kunnen niet generaliseren
Wat is het probleem bij groepsonderzoek?
Middelen -> door alles op een hoop te gooien, krijgen we een vertekend beeld
Wat houdt neurostimulatie (TMS) in?
Tijdelijk een deel van de hersenen dysfunctioneel maken door magnetische stimulatie (rustpotentiaal gaat veranderen)
Welke 2 manieren zijn er om TMS te gebruiken?
- online: op bepaald moment elektromagnetische puls geven
- offline: voor iemand een taak begint repetitief een heel aantal keer na elkaar een puls gaan toedienen
Wat zijn de voordelen en de nadelen van TMS?
voordelen
- goede spatiale resolutie
- perfecte temporele resolutie
nadelen
- probleem met spreiding van activiteit (ruis wordt doorgegeven aan heel netwerk van neuronen)
- kunnen niet heel diep in hersenen gaan kijken
Wat houdt transcraniale current stimulation in?
Elektrische stimulatie waarbij er twee soorten stimulatie mogelijk zijn
1. anodale stimulatie (+) -> exciteerbaarheid stijgt (rustpotentiaal komt dichter bij drempel)
2. cathodale stimulatie (-) -> exciteerbaarheid daalt (ruspotentiaal gaat verder weg van drempel)
Wat houdt intracraniale stimulatie in?
deep brain stimulation: stimuleren op het moment dat een aanval zich voordoet
Wat valt onder gedragsanalyse?
- testbatterijen/tests-op-maat
- algemene intelligentie
Welke 2 populaties worden gebruikt bij neuropsychologisch onderzoek?
- neurologisch intacte patiënten
- patiënten met een hersenbeschadiging
Waarvoor kunnen neurologisch intacte patiënten gebruikt worden?
- controlegroep
- deelnemers voor beeldvormings- en elektrofysiologisch, gedrags- en TMS onderzoek
- studie van interindividuele variabiliteit
Waarom zijn apen goede proefdieren bij neuropsychologisch onderzoek?
- gelijkende basisorganisatie van de hersenen
- kunnen in gesofisticeerde taken getraind worden
- kunnen goede gecontroleerde studies mee uitvoeren
