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Kopfbewegungen verzerren Gehirnstruktur-Scans

Anonim

Ein regelmäßiges Thema hier bei Neuroskeptic ist das besorgniserregende Thema der Kopfbewegung bei Gehirnscans. Wir haben gesehen, dass Bewegung das Maß an funktionaler und struktureller Konnektivität verändern kann und dass gängige Ansätze zur Lösung dieses Problems unzureichend sind.


Nun zeigt eine neue Studie, dass sogar Messungen der Bruttostruktur des Gehirns durch übermäßige Bewegung beeinflusst werden können: Die Kopfbewegung während der MRI-Aufnahme reduziert die Schätzung der Graumaterialien und der Dicke.

Die Harvard-Neurologen Martin Reuter und Kollegen nahmen zwölf gesunde Menschen mit und forderten sie auf, ihren Kopf während einer Reihe struktureller MRI-Scans an bestimmten Punkten zu bewegen. Reuter et al. Der Bewegungsgrad wurde mithilfe von Navigator-Scans während des gesamten Experiments gemessen, sodass der Bewegungsumfang mit der gemessenen Gehirnstruktur korreliert werden konnte.

Sie fanden eine starke Korrelation zwischen dem Bewegungsumfang und den Messungen der Dicke des Gehirnkortikels und der Dichte der grauen Substanz (Morphometrie). Je mehr sich jemand bewegte, desto weniger schien die graue Substanz zu sein und der Effekt war ziemlich groß:

Wie die Autoren sagen, zeigt dies

Unregelmäßige systematische Auswirkungen von Bewegungen in morphometrischen Schätzungen. Selbst kleine Bewegungsmengen reichen aus, um die Ergebnisse so zu beeinflussen, dass tatsächliche Effekte möglicherweise überschattet werden.

Reuter et al. fanden heraus, dass der Bewegungseffekt bei einer Reihe führender struktureller MRI-Analysepakete einschließlich VBM8, FreeSurfer und FSL Siena beobachtet wurde. Sie sagen, dass:

Es ist wichtig zu betonen, dass unsere Ergebnisse implizieren, dass die Störeffekte keinen Verarbeitungsfehler der Morphometrie-Tools widerspiegeln. Vielmehr enthalten die Bilder selbst konsistente Veränderungen, wie z. B. bewegungsbedingte Unschärfe, die einer Atrophie der grauen Substanz ähneln und systematische Verzerrungen verursachen.

In den meisten Studien werden Neurowissenschaftler Scans, die scheinbar von Bewegung betroffen sind (z. B. verschwommen erscheinen), manuell durchsehen und diese Daten ausschließen. Reuter et al. sagen, dass dies nur teilweise wirksam ist:

Kritisch ist, dass der Ausschluss von Scans, die eine gründliche Qualitätsprüfung nicht bestehen, nicht ausreicht, um Bewegungen als störende Variable zu berücksichtigen, da nach dem Entfernen dieser Scans immer noch erhebliche Messfehler auftreten können. Auch nur Scans von höchster Qualität bleiben erhalten.

Wir erkennen immer noch einen ähnlichen Trend, dh Bewegung verursacht ungewolltes Ausdünnen.

Sie schließen mit der Warnung, dass Bewegung plausibel zu falschen Schlussfolgerungen aus vielen Arten von Studien führen könnte, insbesondere zu Studien, bei denen Degeneration und Alterung des Gehirns untersucht wurden, bei denen das Volumen der grauen Substanz tatsächlich abnimmt:

Diese Ergebnisse implizieren, dass bei der Untersuchung von Bewegungsstörungen oder bei Krankheiten, die direkt oder indirekt auf die Bewegung einwirken, große Vorsicht geboten ist.

In Längsschnittstudien steigen die Bewegungsniveaus wahrscheinlich gleichzeitig mit dem Schweregrad der Erkrankung, was zu einer erhöhten Rate an Atrophie führt.

Sedativa, Beruhigungsmittel oder neuromuskuläre Blockierungsmittel können den gewünschten „Effekt“ einer reduzierten Atrophierate oder sogar einer scheinbaren neuronalen Augmentation bieten, einfach weil sie die Bewegung eher hemmen als einen echten Anti-Krankheit-Effekt auf die Gehirnstruktur.

Was ist die Lösung? Sie sagen, dass Bemühungen, den Kopf auf physikalische Weise zu verhindern, z. B. die Verwendung eines Kissens, um sicherzustellen, dass der Kopf des Motivs fest im Scanner sitzt, wichtig sind. Diese können jedoch niemals 100% der Bewegung entfernen. Daher legen sie nahe, dass die Verwendung von Navigatorscans zum direkten Messen der Bewegung (wie sie es getan haben) von entscheidender Bedeutung ist. Eine nachträgliche Bildqualitätskontrolle und Bewegungskorrektur reicht nicht aus.

Reuter M, Tisdall MD, Qureshi A, Buckner RL, van der Kouwe AJ und Fischl B (2014). Die Kopfbewegung während der MRI-Aufnahme reduziert die Schätzung des Volumens und der Dicke der grauen Substanz. NeuroImage, 107C, 107-115 PMID: 25498430

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