Hoofdstuk 7: Measuring & manipulating Flashcards
Spatiale resolutie
Hoe gedetailleerd worden hersenstructuren weergegeven?
Temporele resolutie
Hoe nauwkeurig is de meting inde tijd?
Invasiviteit
Is meten mogelijk vanaf de buitenkant (non-invasief)?
Wat doet een stereotactisch apparaat?
Bepaalt heel nauwkeurig een precieze locatie in de hersenen
Wat zijn 3 irreversibele laesie technieken?
- Elektrolytisch: wegbranden weefsel met stroom door electroden
- Neurotoxisch: vergiftigen weefsel via infuus met neurotoxische chemische stof
- High-intensity focused ultrasound (HIFU): opwarmen weefsel met hoge intensiteit geluidsgolven
Wat zijn 2 reversibele laesie technieken?
- Regionale koeling
- Lokale toediening van GABA agonist
Wat is deep-brain stimulation (DBS)?
Elektrodes geïmplanteerd in de hersenen stimuleren een specifiek gebied met continue laagspanning pulsen van elektrische stroom om gedrag te faciliteren
Wat is optogenetica?
Manipuleren en meten van neurale activiteit in ‘natuurlijk bewegende’ dieren
Wat is transcraniële magnetische stimulatie (TMS)?
Kort een sterke magneet aan en uit om hersenstructuren te stimuleren (als een soort magnetisch veld)
Wat zijn 4 belangrijke technieken bij het meten van elektrische hersenactiviteit?
- Single-cel recordings –> actiepotentialen
- Elektro-encefalografie (EEG) –> graduele potentialen
- Event-related potentials (ERPs) –> in reactie op stimulus
- Magneto-encefalografie (MEG) –> magnetische activiteit
Wat is extracellulair en intracellulair bij single-cel recordings?
Extracellulair –> meten van elektrische activiteit van meerdere neuronen (clusters)
Intracellulair –> meten van elektrische activiteit van één enkele neuron
Wat doet elektro-encefalografie (EEG)?
Meet graduele potentialen (EPSPs en IPSPs) op neuronen met gelijke oriëntatie die tegelijk actief zijn
Wat zijn de plus- en minpunten van elektro-encefalografie (EEG)?
+ goedkoop, non-invasief, hoge temporele resolutie
- lage spatiele resolutie, bron moeilijk te achterhalen
Waarom kan EEG geen actiepotentialen meten?
- Actiepotentialen zijn kortdurend
- Neuronen ‘vuren’ zelden op exact hetzelfde moment
- Axonen zijn relatief ‘random’ georiënteerd
Hoe hoger de frequentie van het EEG, …
Hoe actiever de hersenen
Wat zijn de plus- en minpunten van magneto-encefalografie?
+ non-invasief, hoge temporele resolutie, hoge spatiele resolutie
- veel duurder dan EEG, bron moeilijk te achterhalen
Waarom heeft MEG een hogere spatiele resolutie dan EEG?
Magnetische golven ondervinden minder verstoring van hersenweefsel, schedel en hoofdhuid dan elektrische signalen (EEG, ERP)
Wat is het inverse probleem bij bronlokalisatie met EEG en MEG?
Er is geen unieke oplossing voor de waargenomen activiteit
–> Meerdere bronnen kunnen leiden tot dezelfde activiteit op de hoofdhuid
Meest plausibele oplossingen: a priori kennis van hersenfuncties
Wat zijn de plus- en minpunten van computed tomography (CT)?
+ hoge spatiele resolutie, relatief goedkoop
- lage temporele resolutie, maakt gebruik van röntgenstraling (kan DNA beschadigen)
Waar hangt de mate van stralingsabsorptie van af bij CT?
Weefseldichtheid
–> Hoge dichtheid absorbeert veel straling (wit/licht)
–> Lage dichtheid absorbeert weinig straling (zwart/donker)
–> Absorptie van hersenweefsel ligt hier tussenin (korrelig)
Wat zijn de plus- en minpunten van magnetic resonance imaging (MRI)?
+ hoge spatiele resolutie, grijze en witte stof goed te onderscheiden, non-invasief (elektromagnetisch is onschadelijk)
- duur, stilliggen in nauwe ruimte, herrie, langzaam, lage temporele resolutie
Waarvan is MRI de magnetische tegenhanger?
van CT
Waterstofatomen
Gedragen zich als spinnende staafmagneten in aanwezigheid van een magnetisch veld
Gebieden met veel: donker op MRI
Gebieden met minder: lichter op MRI
–> Geschikt om hersenweefsel in detail te onderzoeken
Wat voor methode is diffusion tensor imaging (DTI)?
MRI methode die stroomrichting van watermoleculen detecteert
Gebruikt om afbeeldingen te maken van zenuwvezelbundels in het CZS en om veranderingen in myelinisatie van axonen te monitoren
Waar is magnetic resonance angiography (MRA) voor?
MRI voor imaging van bloedvaten
Wat zijn de plus- en minpunten van functionele MRI (fMRI)?
+ hoge spatiele resolutie, non-invasief
- lage temporele resolutie
Wat meet blood-oxygen-level-dependent imaging (BOLD)?
Meet de veranderingen in hersenactiviteit door relatieve verschillen in bloedtoevoer of stoffen in het bloed te meten
–> Zuurstofrijk bloed is minder magnetisch dan zuurstofarm bloed
Wat zijn de plus- en minpunten van functional near-infrared spectroscopy (fNIRS)?
+ goedkoop, non-invasief, redelijke temporele resolutie, redelijk hoge spatiele resolutie
- beperkt tot oppervlakkige lagen (~ 2cm)
Hoe meet fNIRS?
Gebruikt mate van gereflecteerd infrarood licht om activiteit in hersenweefsel te bepalen
Door de mate van lichtabsorptie te meten kan het gemiddelde zuurstofgebruik worden bepaald van onderliggend hersenweefsel in cerebrale cortex
Wat zijn de plus- en minpunten van positron emission tomography (PET)?
+ redelijk hoge spatiele resolutie
- lage temporele resolutie, vereist injectie (invasief) van kleine hoeveelheid water gelabeld met radioactieve moleculen (erg duur)
Waar wordt PET voor gebruikt?
Gebruikt om de metabolische activiteit van hersenweefsel te bestuderen
–> PET scanner detecteert bloedtoevoer in hersenweefsel door meten van relatieve verschillen in opname van zuurstof, glucose en neurotransmitters, en eiwitten
Combinatie van EEG en fNIRS
- Hoge temporele resolutie (EEG)
- Redelijk hoge spatiele resolutie (fNIRS)
- Wel beperkt tot oppervlakkige lagen (~ 2cm)
Combinatie van EEG en fMRI
- Hoge temporele resolutie (EEG)
- Hoge spatiele resolutie (fMRI)
- Vereist wel compatibele EEG versterkers en elektrodes voor MRI (relatief duur)
