Tecniche di analisi cerebrale

ERP ENDOGENI

elicitato cancellarsi lasciando solo le fluttuazioni di fisiche stimolo

b. Difficile

Modulati dai

Durata: voltaggio evocate nel tempo in cui il momento zero - Generati

processi cognitivi di districare

indicatore della rappresenta il momento di comparsa dell’evento. OBBLIGATORI

elaborazione dello l’attività delle

complessità del Media evento correlata: estrazione delle variazioni AMENTE dalla

stimolo ERP molteplici

processo medie di ampiezza (potenza) e le variazioni di presenza dello

componenti

elicitato coerenza di fase (sincronizzazione onde nelle stimolo

c. Attività può

regioni corticali) nelle specifiche bande di - Poco influenzati

essere associata

frequenza che compaiono in seguito ad un evento dallo stato

la compito ma

cognitivo. psicologico

non essenziale

1. 1.

MEG Il magnetometro presento intorno allo scalpo Campi magnetici prodotti dai Buona risoluzione

Informazione Macchinario

registra i campi magnetici ortogonali al cranio campi elettrici dei potenziali temporale

precisa da un punto costoso

generati dall’attività elettrica dei solchi parallela al postsinaptici 2.

di vista anatomico Attività dei giri

cranio 2. poco rilevabile

Il soggetto può 3. Capta l’attività

rimanere verticale

(equilibrio) dei solchi

3. 4.

R temporale elevata Registrazioni

4. sono

Non invasiva suscettibili a

5. Localizzazione rumore

migliore degli ERP d’interferenza

(il seg. non subisce 5. Attività può

trasformazioni essere associata

attraverso le la compito ma

meningi o la scatola non essenziale

cranica)

ERF Event related magnetic-field response Posso studiare i campi

magnetici generati da

stimoli sensoriali,

cognitivi, attenzione

spaziale MBT uditivo-

verbale

•

TAC Un tubo a raggi x viene ruotato intorno alla testa del Radiointensità di ogni fascio Non permette di Spaziale abbastanza

Visualizzazione

paziente, i tessuto corticali, aventi diversi tridimensionale del cranio avere una buona

diretta del

coefficienti di assorbimento, assorbono le risoluzione delle

parenchima

radiazioni. L’attenuazione delle radiazioni è strutture

cerebrale

registrata da dei detettori, i dati vengono elaborati sottocorticali

da un computer attraverso algoritmi specifici per • Invasività

fornire immagini bidimensionali ridotta come un Rx

tradizionale

1.

Applicazione Localizzo la lesione al variare

Si individua il taglio comune

neuropsicologic delle differenze individuali

2. Si identifica la lesione

a TAC della conformazione del

3. Lesione sovrapposta in un templeate cervello

4. Sommo la presenza in ogni Pixel della

regione Posso farlo <=> ho pazienti

5. Ottengo la frequenza (colore) della lesione con lo steso deficit

in una data posizione •

1.

RM Densità protonica Risoluzione spaziale

Persona nello scanner Permette di rilevare > TAC

2. H+ nel cervello si allineano con il campo la sostanza bianca e

magnetico dello scanner la sostanza grigia

3. Processo di eccitazione: lo scanner emette Localizzazione diretta:

en. sottoforma di onde radio alla frequenza •

risonante dei protoni i quali la assorbono Solchi

4. Dopo pochi ms si blocca l’energia emessa • Strutture cerebrali

dalle onde radio corticali

5. H+ liberano l’energia assorbita= segnale • Sottocorticali

RM • Mappe bi-

6. Il segnale RM viene misurato dai rilevatori assiali/coronali/

elettromagnetici intorno al cranio sagittali

Le bobine nelle scanner producono differenze di • Mappe

forza nel campo magnetico lungo specifiche tridimensionali

direzioni, di conseguenza il segnale RM varia, •

questa variazione è decodificata da un’analisi Invasività nulla

computerizzata che permette di creare un’immagine

che riflette la diversa densità protonica.

15 1. 1.

PET Isotopo radioattivo 0 prodotto da un ciclotrone, è Permette di visualizzare i siti No risoluzione

Risoluzione spaziale No risoluzione

immesso nel flusso sanguigno. di regioni attive ricostruendo temporale

buona, temporale

Si distribuisce nelle aree metabolitiche più attive e la densità dei siti di collisione (il segnale deve

2.

tridimensionale Disegno a

decade scomponendosi in un positrone e in un attraverso algoritmi essere accumulato

2. Identica reti di blocchi non

neutrone. computerizzati per 1 mins)

regioni associate al correlato ad

Il positrone viaggia per alcuni mm si scontra con un compito eventi

elettrone (reazione annichilamento) viene prodotta Spaziale in mm

3. Richiede un

energia sottoforma di 2 raggi gamma che si ciclotone

dirigono in posizione opposte al sito di collisione e 4. Utilizzo

vengono rilevati da dettetori extra-cranici. Radioattività

Quando raggiungono uno scintillatore nello scanner (invasiva)

creano un lampo luminoso rilevato attraverso tubi 5. Misura

fotomoltiplicatori. indiretta

dell’attività

neuronale

6. Attività

associata al

compito ma

non essenziale

1. 1.

fMRI Rileva il cambiamento di emoglobina e Registra il cambiamento locale Spaziale mm

MIGLIORE No

deossiemoglobina il quale dà origine al segnale di flusso sanguigno in seguito Temporale ±2 sec

TECNICA PER claustrofobici

BOLD ad attivazione cerebrale. (migliore della PET

2.

COMPRENDERE No oggetti in

Disegno correlato ad eventi ma minore ERPe

IL SUBSTRATO metallo nel ERF)

ANATOMO corpo

FUNZIONALE 3. Produce

2. Permette di estrarre rumore

il segnale 4. Serve sempre

3. un radiologo

Disegno correlato 5. Costosa

ad eventi: consente 6.

di estrarre le Risoluzione

risposte ai diversi temporale

tipi di eventi entro scarsa (sec)

la stessa sequenza 7. Misura

4. Risoluzione spaziale indiretta

elevata dell’attività

5. Identifica reti di neuronale

8.

regioni associate al Attività può

compito essere associata

la compito ma

non essenziale

MPVA Utilizzati algoritmi di classificazione dei pattern per Guarda l’attivazione Predire configurazioni:

fMRI realizzare le analisi dei pattern multivoxel all’interno dei voxel che utilizzata per analizzare

corrispondono ad uno stimolo le configurazioni di

specifico non al generale attivazione all’interno di

aumento decremento di un’area cerebrale

un’area

Soppressione Un’area del cervello risponde sempre meno alla

della ripetizione presentazione ripetuta di un stesso stimolo, si

Adattamento adatta.

fMRI Manipolando la relazione tra gli stimoli prime e

target è possibile formulare ipotesi riguardo alla

funzione specifica regione del cervello

fMRI L’attivazione di 2 o più regioni cambiano in modo Correlazione tra l’attività di 2 fMRI utilizzata per

coattivazione simile in risposta a condizioni sperimentali aree esaminare la

relazione di attività

nel cervello

fMRI Registra le fluttuazioni de segnale fMRI che Correlazione tra operazioni nel

connettività in covariano attraverso le regioni cerebrali mentre i cervello che si verificano

stati di riposo soggetti stanno sdraiati nello scanner. spontaneamente

Le regioni coattive durante i compiti cognitivi

 mostrano connettività in stati di riposo => le

regioni del cervello con una funzione comune

tendono ad esprimere configurazioni di attività

spontanea.

PPI Utilizza l’attività di una regione cerebrale per Dati fMRI e comportamentali Correlazione non

Interazione predire l’attività di un’altra regione. inferisce causalità

psicofisiologica

Connettomica Ricostruisce la connettività a partire da un punto di Connettività del cervello

vista microscopico.

DTI La diffusione dell’acqua è più veloce in parallelo La diffusione dell’acqua Permette di differenziare

alle fibre assonali in quanto la mielina è idrofoba. Anisotropia frazionale FA: l’organizzazione

La mielina che riveste la materia bianca ha > unità di misura calcolata per strutturale della materia

anisotropia rispetto ad altre regioni in cui la ogni voxel, permette di bianca

diffusione è isotropa. esprimere il grado di

Modificando il segnale RM e rendendolo più anisotropia. Correla

sensibile alla diffusione locale di acqua si possono positivamente con t di

costruire immagini pesate che riflettono la trasferimento

diffusione le caratteristiche di diffusione del dell’informazione.

cervello. Trattografia: procedura che

permette di tracciare la

direzionalità dei tratti di fibre

nel cervello tramite MRI e

analisi statistiche 1. 1.

Visualizzazione L’attivazione di una popolazione di neuroni Differenza di riflettanza della Ottima risoluzione

Mappa dettagliata Invasiva usata

ottica del comporta una variazione emodinamica ed anche la luce del tessuto cerebrale con spaziale (mm)

delle configurazioni su animali

cervello quantità di luce riflessa dalla superficie corticale livelli diversi di attività. corticali di attività sperimentali

cambia. Buona risoluzione

2. 2.

Risoluzione spaziale Risoluzione

Per rilevare la variazione bisogna: temporale (centinaia

elevata temporale

1. di ms)

Aprire il cranio 3. limitata,

Permette disegni

2. Illuminare la superficie corticale con una centinaia di ms

correlati ad eventi 3.

luce rossa nella gamma di 580-700 nm Misurazione

4. Può visualizzare

La luce riflessa è captata da una videocamera indiretta attività

l’intera ampiezza di

sensibile. neuronale

un’area corticale

Il segnale è dato dalla media di numerose 4. Attività può

simultaneamente

registrazioni essere associata

la compito ma

non essenziale

1. 1. 1.

EROS Diffusione differenziale della Temporale buona

Viene illuminato il tessuto cerebrale da L’attività monitorata Rapporto

luce Spaziale moderata

punti diversi non è soggetta al segnale

Si misura l’intensità della luce riflessa che varia al problema inverso. rumore-

2.

variare dell’attivazione cerebrale bassopuò

Non invasiva richiedere

3. Risoluzione spaziale molte sessioni,

moderata visualizzare

4. Temporale buona solo regioni

5. Non invasiva cerebrali

limitate

2. Sensibile alle

regioni corticali

più superficiali

3. Attività può

essere associata

la compito ma

non essenziale

-

Stimolazione Stimolazione di aree specifiche della corteccia o di Fornisce perturbazioni Spaziale elevata ma

Procedura

intracranica strutture sottocorticali mediante elettrodi in animali neurali