Верхлютов В.М., Соколов П.А., Ушаков В.Л. verkhliutov@mail.ru ИВНД и НФ РАН

1. АКТИВАЦИЯ И ДЕАКТИВАЦИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПРОСМОТРЕ И ПРИПОМИНАНИИ ВИДЕОСЮЖЕТОВ Верхлютов В.М., Соколов П.А., Ушаков В.Л. verkhliutov@mail.ru ИВНД и НФ РАН НИЦ «Курчатовский институт» Москва, 2013

2. Нейронные сети состояния покоя (Resting state networks - RSN) • Первым описал RSN Biswal B. et al.,1995 (фМРТ) • Моторная и зрительная сети - Lowe M.J. et al.,1998 (фМРТ) • DMN - Raichle M.E. et al.,2001 (ПЭТ) • DMN - Greicius M.D. et al., 2003 (фМРТ) • Слуховая сеть - Damoiseaux J.S., et al., 2006 • Независимая динамика отдельных частей различных сетей - Wangetal., 2010 • Jann K., et al., 2010 выделили 10 крупномасштабных сетей (DMN, FPCN, FAN, WMN, SMN, ACN, OVN, VVN, DVN ) и установили их связь с ЭЭГ • Функциональное картирование мозга при просмотре натуралистических сцен - Bartels A, Zeki S, 2004, Functional brain mapping during free viewing of natural scenes. Hum. Brain Mapp 21: 75–83 (фМРТ)

3. Топография нейронных сетей состояния покоя (Resting state networks - RSN) Default Mode Network (DMN),Frontoparietal control network (FPCN), Frontal Attention Network (FAN), Left Working Memory Network (LWMN), Right Working Memory Network (RWMN), Somato-Motor Network (SMN), Auditory Cortex Network (ACN), Occipital Visual Network (OVN), Ventral Visual Network (VVN), Dorsal Visual Network (DVN). [Jann K., et al., 2010]

4. Ретинотопическая проекция на зрительную кору человека по данным фМРТ Tootell R.B.H., Hadjikhani, Hall E.K.,Marrett S., Vanuffel W. The retinotopy of visual spatial attention Neuron, V.21, P.1409-1422, 1998

5. Методика • 21 здоровых праворуких испытуемых (13 мужчин и 8 женщин) от 20 до 38 лет • 9 экспериментов (э) из 3 блоков(б) . 1б = 1 мин = 20 наборов фМРТ. • 1б = 30 сек базовое условие + 30 сек условие активации/деактивации • 1 э, б = точка фиксации + вообразить сюжет «прыжок с парашютом» • 2 э, б = точка фиксации + вообразить сюжет «лекция» • 3 э, б = точка фиксации + просмотр сюжета «прыжок с парашютом» • 4 э, б = точка фиксации + просмотр сюжета «лекция» • 5 э, б = просмотр сюжета «лекция» + просмотр сюжета «прыжок» • 6 э, б = просмотр сюжета «прыжок» + представить сюжет «прыжок» • 7 э, б = просмотр сюжета «лекция» + представить сюжет «лекция» • 8 э, б = точка фиксации + вспомнить сюжет «прыжок с парашютом» • 9 э, б = точка фиксации + вспомнить сюжет «лекция» • МР томогарафPHILIPSACHIEVA (Голландия) B=3.0 Тл, dB\dl=80 мТл\м • фМРТ:FE-EPI,TR=3000 мсек,TE=35 мсек, ST=4 мм, MX=128x128,PX=1,8х1,8 мм (пиксел) • МРТ : FE-Т1(3D), VX=1х1х1 мм (воксель) • Анализ-Matlab, SPM8, CARET, Mialab.

6. 3) Просмотр «прыжок» (полушария)

7. 3) Просмотр «прыжок» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

8. 8) Вспомнить «прыжок» (полушария)

9. 8) Вспомнить «прыжок» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

10. 9) Вспомнить «лекция» (полушария)

11. 9) Вспомнить «лекция» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

12. Динамика активации нейронной сети по умолчанию (DMN) и центральной (VCN) и периферической (VPN) частей зрительной сети при предъявлении видеосюжета «прыжок»

13. Динамика активации нейронной сети по умолчанию (DMN) и центральной (VCN) и периферической (VPN) частей зрительной сети при предъявлении видеосюжета «лекция»

14. Динамика активации нейронной сети по умолчанию (DMN) и центральной (VCN) и периферической (VPN) частей зрительной сети во время припоминания сюжета «прыжок»

15. Динамика активации теменной порции нейронной сети по умолчанию (DMN) и центральной (VCN) части зрительной сети во время припоминания сюжета «лекция»

16. Динамика активации лобной порции нейронной сети по умолчанию (DMN) и центральной (VCN) части зрительной сети во время припоминания сюжета «лекция»

17. Динамика центра и периферии зрительной сети при просмотре и воображении/припоминании видеосюжета Центр (А) и периферия (Б) зрительной сети выделены черными линиями. Значения сигнала фМРТ в относительных единицах.

18. Выводы • Подтверждены данные о снижении активации нейронной сети по умолчанию (DMN)при зрительной стимуляции. • Показаны особенности динамики лобной и теменной порций нейронной сети по умолчанию (DMN) во время припоминания зрительной сцены. • При восприятии наблюдается синхронная активация центральной (VCN)и периферической (VPN) частей зрительной сети. • Во время припоминания не наблюдается активации в центре зрительной сети при сохранении активности периферии.

19. 1) Представить «прыжок» (полушария)

20. 1) Представить «прыжок» (плоская проекция, распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

21. 2) Представить «лекция» (полушария)

22. 2) Представить «лекция» (плоская проекция, распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

23. 4) Просмотр «лекция» (полушария)

24. 4) Просмотр «лекция» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

25. 5) Просмотр «лекция»,«прыжок» (полушария)

26. 5) Просмотр «лекция»,«прыжок» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

27. 6) Просмотр, вспомнить «прыжок» (полушария)

28. 6) Просмотр, вспомнить «прыжок» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману

29. 7) Просмотр, вспомнить «лекция» (полушария)

30. 7) Просмотр, вспомнить «лекция» (плоская проекция , распределение t - критерия) Линиями и цифрами обозначены корковые поля по Бродману