Функциональная магнитно-резонасная томография в течении ночи

1.

В чем преимущества и недостатки использования функциональной магнитно-резонансной томографии для исследования сна?

Изучение нейронных цепей в цикле сон-бодрствование позволяет охарактеризовать различные состояния мозга, возникающие во время сна, и нейронные механизмы, лежащие в основе этих состояний. Использование методов визуализации мозга с высоким пространственным разрешением облегчает установление связи между этими состояниями и механизмами и функциями сна (Maquet, P, et.al.,1997). Эти методы позволят интерпретировать активность и функциональную связность в определенной области мозга во время сна в контексте известных когнитивных функций бодрствования. Функциональная магнитно-резонансная томография полезный метод визуализации мозга для изучения сна благодаря своему пространственному разрешению и не инвазивному характеру. Несмотря на то, что временное разрешение функциональной магнитно-резонансной томографии в несколько секунд уступает электроэнцефалографии, оно превосходит альтернативные методы визуализации мозга, такие как позитронно-эмиссионная томография. Тем не менее, из-за неблагоприятных для сна условий внутри сканера магнитно-резонансной томографии, его использование представляет многочисленные проблемы для исследователей сна и врачей (Duyn, J. H, 2012).

2.

Почему проще исследовать с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии качество медленно- волнового сна, а не сна с быстрым движением глаз?

Исследователи медленно-волнового сна сообщают о диапазоне 1,3–50,4 минут сна на стадии 3 небыстрых движений глаз в среднем на одного субъекта при использовании функциональной магнитно-резонансной томографии (Diekelmann, S.,.et.al., 2011. На сегодняшний день существует только восемь исследований сна с быстрым движением глаз (REM) с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (Deuker, L.,et.al., 2013). Ни одно исследование функциональной магнитно-резонансной томографии не сообщало о количестве циклов сна non-REM-REM. Вероятно, из-за того, что субъекты должны спать в положении лежа на спине, доклиническое апноэ во сне можно считать наиболее частой причиной неудач или неоптимального качества данных при использовании функциональной магнитно- резонансной томографии при исследовании сна.

3.

Влияет ли грубые движения во время сна на показатели электроэнцефалограммы и функциональной магнитной резонансной томографии?

При исследовании сна с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии стараются избегать депривации сна в рамках экспериментального дизайна. Хорошо известно, что незначительные подергивания изолированных групп мышц часто происходят во время сна и что они не являются проблемой для его исследований. С другой стороны, распространенным заблуждением является то, что во время сна происходят грубые движения, которые серьезно повлиять на данные электроэнцефалограммы и функциональной магнитно-резонансной томографии и, таким образом, на осуществимость текущего исследования. Следует понимать, что грубые движения, такие как изменение положения, происходят только во время бодрствования. Эти движения не запоминаются утром, потому что связанные с ними пробуждения очень кратковременны. Эта идея отражена в соглашениях, посвященных ручной оценке сна, когда движение и мышечные артефакты скрывают данные электроэнцефалограмме. Когда это происходит, связанные 30-секундные эпохи оцениваются как бодрствование, если любая незатененная часть эпохи содержит альфа-ритм или если эпоха, оцениваемая как бодрствование, либо предшествует, либо следует за затененной эпохой. 

Литература

Deuker, L., Olligs, J., Fell, J., Kranz, T. A., Mormann, F., Montag, C., & Axmacher, N. (2013). Memory consolidation by replay of stimulus-specific neural activity. Journal of Neuroscience, 33(49), 19373-19383.

Diekelmann, S., Büchel, C., Born, J., & Rasch, B. (2011). Labile or stable: opposing consequences for memory when reactivated during waking and sleep. Nature neuroscience, 14(3), 381-386.

Duyn, J. H. (2012). EEG-fMRI methods for the study of brain networks during sleep. Frontiers in neurology, 3, 100.

Maquet, P., Degueldre, C., Delfiore, G., Aerts, J., Peters, J. M., Luxen, A., & Franck, G. (1997). Functional neuroanatomy of human slow wave sleep. Journal of Neuroscience, 17(8), 2807-2812.