Een uitgebreid document met de aantekeningen van alle colleges van het vak Neuro-Imaging. Alle colleges zijn in detail uitgewerkt en bevat alle stof wat er behandeld is voor dit vak. Zelf heb ik met het leren van deze aantekeningen een 9,0 behaald voor het vak.
Inhoud
College 1: Imaging technieken .............................................................................................. 2
College 2: Basis van EEG & ERP .........................................................................................11
College 3: EEG – Filtering & Analyses .................................................................................24
College 4: EEG in klinische populaties .................................................................................37
College 5: MRI – Basisprincipes ...........................................................................................49
College 6: MRI veiligheid & fMRI ..........................................................................................60
College 7: fMRI preprocessing & design ...............................................................................69
College 8: fMRI-analyses en mogelijkheden .........................................................................79
College 9: Traumatic Brain Injury in Children: Brain Imaging with MRI .................................88
College 10: Resting-state fMRI ...........................................................................................100
,College 1: Imaging technieken
Vrijdag 13-01-2023
Video’s zijn geen tentamenstof, maar wel nuttig om te bekijken.
Tentamen: 08.30
Practicumtentamen: 12.15 uur groep 1
15.30 uur groep 2
SPECT en TMS hoef je niet te weten, net zoals te statistical analyses.
Vandaag:
Verschillende neuro-imaging technieken
- Wat meten de technieken?
Basis principes PET
Basis principes MEG en start EEG
Imaging technieken
Er zijn behoorlijk wat neuro-imaging technieken, je kan ze indelen op wat ze meten. Meten
ze structuur of meten ze de functie in het brein.
Functioneel:
- Hemodynamisch
▪ fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging)
▪ fNIRS (Functional near-infrared spectroscopy)
▪ PET (Positron Emission Tomography)
- Electrische of elektromagnetische
activiteit
▪ EEG (Electroencephalogram)
▪ MEG (Magnetoencephalogram)
▪ Cell recording/ECoG
(Electrocorticography)
Neuro-imaging technieken kan je onderverdelen in of ze de functie of de structuur van het
brein meten. Er zijn best veel technieken die de functie van het brein kunnen meten en wat
minder voor de structuur. De bekendste voor de structuur zijn CT en MRI. CT wordt veel
gebruikt in ziekenhuizen, vooral omdat je het heel snel CT gebruiken, maar het nadeel is dat
het röntgenstraling heeft, het is snel en goedkoper dan MRI. MRI kan heel nauwkeurig de
structuur van het brein in kaart brengen, het duurt langer dan een CT-scan en je moet de
patiënt scannen om te checken dat het geen metaal in zijn lichaam heeft, want de MRI is een
groot magneet dus dat gaat niet samen met medische apparaten zoals pacemakers of
metalen implantaten. Met een MRI-scanner kan je structurele MRI plaatjes maken en
hiermee kan je kan goed onderscheidt maken tussen witte stof, grijze stof en het cerebrale
vloeistof, oftewel CBF. Je kan kijken naar de dikte van de witte en grijze stof. MRI komt later
nog uitgebreid aan bod. Wat je ook met de MRI-scanner kan doen is DTI, daarmee kan je de
witte stofbanen zien. Dus niet de witte stof als een meer wit gedeelte in het brein, maar echt
de banen. Dus waar loopt welke witte stofbaan naartoe.
Als we kijken naar functioneel, dan kunnen we nog een verdeling maken. Technieken die
elektrische of elektromagnetische activiteit meten in het brein of technieken die de
,hemodynamische respons in het brein meten. Als het brein actief is dan is er een
verandering in bloedtoevoer en zuurstofopname en dit is het hemodynamische respons.
De technieken die we gebruiken voor de elektrische of de elektromagnetische activiteit die
zitten dichter bij de daadwerkelijke activiteit in het brein, dit zijn de EEG en MEG.
De EEG meet de elektrische activiteit van de neuronen in het brein, dit wordt gedaan door
elektrodes op het hoofd te plakken. De MEG meet de magnetische activiteit die daarbij
vrijkomt. Alles wat elektrische activiteit heeft, heeft ook een magnetisch veld en dat wordt
opgepikt door MEG. MEG heeft een soort sensoren om de magnetische activiteit te meten
en dit zweeft boven het hoofd, dit lijkt op een droogkap zoals bij de kapper. Daarnaast
hebben we nog cell recordings of ECoG, deze zijn heel invasief. De EEG en MEG zijn
helemaal niet invasief, het kan vervelend zijn maar is niet invasief. Maar bij cell recordings
worden er echt elektroden ingebracht in het brein, bij de neuronen. Dit wordt dan ook niet
zomaar gedaan. Het wordt gedaan bij proefdieren en niet bij mensen. ECoG lijkt op EEG,
want het is een net van elektrodes, maar hierbij ligt het net van elektroden niet op het hoofd,
maar op het brein zelf, dus in het hoofd. Dit wordt enkel gedaan bij patiënten die een
operatie moeten ondergaan voor hele heftige epileptische aanvallen zodat er gekeken kan
worden waar de aanvallen plaatsvinden en wanneer ze plaatsvinden. Ze kunnen ook
toestemming geven om dan nog mee te doen met andere onderzoeken, waardoor ze nog
een andere extra taak of onderzoek uitvoeren.
Als we kijken naar de technieken die hemodynamische activiteit meten, is de bekendste de
fMRI. Dit meet de zuurstofgehalte in het bloed en dit kan je doen met behulp van een MRI
scanner. PET kan ook de hemodynamische respons meten. De PET kan verschillende
dingen meten, het kan zuurstofopname meten, glucoseopname meten, afhankelijk van welke
radioactieve stof je inspuit. De PET wordt niet echt meer gebruikt binnen het onderzoek,
maar wel in de klinische praktijk. De fNIRS is een nieuwere techniek en het is geen
tentamenstof, het lijkt op EEG, want het lijkt alsof het een soort elektroden zijn, maar het zijn
optische sensoren die op die manier de doorbloeding kan meten. Het voordeel van fNIRS ten
opzichte van fMRI is dat je het kan meenemen, dus je kan er mee rondlopen in plaats van
dat je in een apparaat moet liggen.
Hersenactiviteit
Hersenactiviteit is de activiteit van neuronen en dit is
waar wij geïnteresseerd in zijn.
Het brein kan je onder verdelen in grijze stof en witte
stof. Het grijze stof van de cortex bestaat uit meerdere
lagen, namelijk zes lagen. Laag 5 bestaat uit grote
piramide cellen en deze cellen zijn heel interessant
wanneer je kijkt naar de activiteit van neuronen. Want
de activiteit van deze neuronen kan je meten met de
verschillende technieken.
Even inzoomen op een neuron. Een neuron bestaat uit
dendrieten en de soma, oftewel de celkern. De neuron
krijgt van het presynaptische neuron een signaal door
in de vorm van neurotransmitters en die
neurotransmitter zorgt ervoor dat de neuron gaat
stromen in de dendrieten van het post-synaptische
neuron. Als het signaal sterk genoeg is gaat het
neuron een actiepotentiaal genereren bij de
axonheuvel. Dit actiepotentiaal reist over de axon door
over de myeline te springen, dit gaat heel snel.
, Wanneer het aankomt bij de synapsen van de post-synaptische neuron dan geeft hij het
signaal weer verder aan het presynaptische neuron van het neuron die er achter ligt.
Elke neuron is een post-synaptisch neuron van de neuron die daarvoor komt en een
presynaptisch neuron van de neuron die erna komt.
Deze elektrische activiteit meten we met EEG en MEG. Maar de hersenactiviteit kost
energie. De neuronen hebben meer zuurstof en meer glucose nodig en als reactie hierop
verwijden de bloedvaten en gaat er meer zuurstof en meer glucose naartoe en dit is die
hemodynamische respons. Als we het hebben over de activiteit van het brein, wat eigenlijk
gaat over de activiteit van neuronen, wat we soms kunnen meten met verschillende
technieken, dan hebben we het over een hemodynamisch respons en dat is wat we meten
met fMRI en PET.
PET vs fMRI
Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen fMRI en PET? fMRI heeft belangrijke voordelen
ten opzichte van PET, de belangrijkste is dat je gebruik maakt van een hele grote magneet
waarmee je het brein in beeld brengt en de activiteit meet zonder dat je radioactieve straling
nodig hebt, wat je met PET wel gebruikt.
De nauwkeurigheid, oftewel de resolutie, is een tweede belangrijk verschil. De ruimtelijke
resolutie (spatial resolution) is de ruimtelijke nauwkeurigheid, het is hoeveel meetpunten je in
die oppervlakte hebt. Bij fMRI kan je het brein in millimeters nauwkeurig in beeld brengen, de
PET is minder nauwkeurig, aangezien je het brein in centimeters in beeld brengt.
De PET is een invasieve techniek, fMRI is niet-invasief.
Daarnaast heb je ook nog de temporele resolutie. Dit kan je inbeelden als een stukje tijd en
hoeveel meetmomenten heb je in dat stukje tijd, dus hoe snel je iets meet. Hoe sneller je
meet, hoe hoger de temporele resolutie. Bij fMRI is dit seconden werk en bij PET kan je er
minuten over doen, dus het is veel trager.
PET heeft soms ook voordelen ten opzichte van fMRI. fMRI maakt gebruik van een grote
magneet en niet iedereen kan in deze magneet. Iemand met een pacemaker bijvoorbeeld
moet je niet in de buurt laten komen van een MRI, want het magnetische veld verstoord de
werking van medisch apparatuur. Tumoren kan je in beeld brengen met PET, hiermee kan je
ook farmacologische studies doen om neurotransmitters in beeld brengen. Tegenwoordig
kan dit ook met bepaalde MRI doen, dit is MRS. En een MRI scanner maakt een gigantisch
kabaal.
PET
Hoe meet PET de neuroactiviteit in het brein? PET
werkt met het inbrengen via een injectie van
radioactieve stof en deze radioactieve stof wordt
gekoppeld aan een andere stof, in dit geval een
Oxygen-15 gekoppeld aan hydrogen (water). Dit
wordt ingespoten en opgenomen in het bloed en gaat
naar het brein. De gebieden die meer actief zijn, daar
gaat meer bloed naartoe, meer zuurstof en ook dit
stof wordt hier meer opgenomen. Het radioactief
materiaal heeft als eigenschap dat het uit elkaar valt,
het is instabiel. Wanneer het uit elkaar valt, komt er een deeltje vrij, dit is een positron, een
positief geladen deeltje, en dit komt op een gegeven moment in aanraking met een
lichaamseigen elektron, wat negatief geladen is. Deze twee botsen met elkaar en daardoor
komen er twee andere deeltjes vrij, dit zijn fotonen en dit is gammastraling. Dit heeft de
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller famkelinnebank. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $11.33. You're not tied to anything after your purchase.
