BACKGROUND: Spatial and temporal resolution of brain network activity can be improved by combining different modalities. Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) provides full brain coverage with limited temporal resolution, while electroencephalography (EEG), estimates cortical activity with high temporal resolution. Combining them may provide improved network characterization. NEW METHOD: We examined relationships between EEG spatiospectral pattern timecourses and concurrent fMRI BOLD signals using canonical hemodynamic response function (HRF) with its 1st and 2nd temporal derivatives in voxel-wise general linear models (GLM). HRF shapes were derived from EEG-fMRI time courses during "resting-state", visual oddball and semantic decision paradigms. RESULTS: The resulting GLM F-maps self-organized into several different large-scale brain networks (LSBNs) often with different timing between EEG and fMRI revealed through differences in GLM-derived HRF shapes (e.g., with a lower time to peak than the canonical HRF). We demonstrate that some EEG spatiospectral patterns (related to concurrent fMRI) are weakly task-modulated. COMPARISON WITH EXISTING METHOD(S): Previously, we demonstrated 14 independent EEG spatiospectral patterns within this EEG dataset, stable across the resting-state, visual oddball and semantic decision paradigms. Here, we demonstrate that their time courses are significantly correlated with fMRI dynamics organized into LSBN structures. EEG-fMRI derived HRF peak appears earlier than the canonical HRF peak, which suggests limitations when assuming a canonical HRF shape in EEG-fMRI. CONCLUSIONS: This is the first study examining EEG-fMRI relationships among independent EEG spatiospectral patterns over different paradigms. The findings highlight the importance of considering different HRF shapes when spatiotemporally characterizing brain networks using EEG and fMRI.
- MeSH
- dospělí MeSH
- elektroencefalografie metody MeSH
- funkční zobrazování neurálních procesů metody MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie metody MeSH
- mladý dospělý MeSH
- nervová síť diagnostické zobrazování fyziologie MeSH
- neurovaskulární vazba fyziologie MeSH
- psycholingvistika MeSH
- velký mozek diagnostické zobrazování fyziologie MeSH
- zraková percepce fyziologie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mladý dospělý MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- MeSH
- emoční inteligence fyziologie MeSH
- emoční nastavení MeSH
- empatie * MeSH
- funkční zobrazování neurálních procesů metody MeSH
- konektom MeSH
- lidé MeSH
- mapování mozku MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- novinové články MeSH
Funkční MR zobrazování (fMRI) patří již déle než dvě dekády mezi metody, které jsou využívány k výzkumu lidského mozku, ale také při sledování funkčních změn ve spojitosti s patologickými procesy. Tento článek krátce osvětluje fyzikální a fyziologickou podstatu metod fMRI, ukazuje její výhody a limitace. Jsou zde také ukázány používané typy měření a vyhodnocení dat fMRI, včetně diskuze o jejich přednostech a omezeních. Na několika příkladech je demonstrována široká variabilita ve využití fMRI počínaje tradičním zobrazením mozkových aktivací až po modernější přístup zkoumání konektivity mozkových sítí jakožto autonomně pracujících oblastí, specializovaných na výkon určitých funkcí. Článek nemá ambice být přehledem literárních výsledků na poli fMRI, ale spíše dává čtenáři určitý návod, jak se v dané problematice zorientovat, včetně nastínění některých nových trendů v této oblasti.
Functional MR imaging (fMRI) belongs already longer than two decades between methods used for the investigation of the human brain but also for monitoring of functional changes related to pathological processes. This article shortly explains physical and physiological basis of fMRI methods and shows its advantages and limitations. Also, various types of fMRI data acquisition and evaluation are discussed including their benefits as well as restrictions. Using several examples, different approach to fMRI application is demonstrated beginning with traditional visualization of activated regions to more modern way of investigation of the brain network connectivity. This article is not a survey of published results in fMRI field but rather it should help to reader with orientation in entire issues concerning of fMRI including some new trends in this region.
- MeSH
- funkční zobrazování neurálních procesů * metody MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie * metody MeSH
- mozek diagnostické zobrazování MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Fifty years ago, when the effect of antidepressants on panic disorder was described, a significant progress in understanding this anxiety disorder has been made. Theoretical mechanisms and models of fear and panic disorder were proposed and tested in animal models and humans. With growing possibilities of non-invasive neuroimaging techniques, there is an increasing amount of information on the panic disorder. Unfortunately, a number of circumstances lead to inconsistent findings and its interpretations. In our review, we focused on functional MRI in panic disorder, limitations of current studies, possible interpretations and proposals for future direction. In our opinion, the current findings support the neuroanatomical model of panic disorder at the level of group data analysis. But at the same time, the results suggest significant inter-individual differences across the patients, which may be related to each patient's individual history, woven into their neural network and affecting the individual symptoms and response to therapy.
Simultánní snímání elektroencefalografických dat a funkční magnetické rezonance je moderní multimodální zobrazovací metoda používaná v neurozobrazování. Integruje v sobě výhodné vlastnosti obou modalit. Uplatnění nachází především v epileptologii (identifikace epileptogenního ložiska) a dále obecně při studiu funkčních sítí v mozku. V přehledném referátu je popsána metodika akvizice dat, postupy zpracování dat a uvedeny jsou nejčastější aplikace této metody.
Simultaneously recording electro-encephalograms with functional magnetic resonance imaging data is a new, multimodal neuro-imaging method that integrates the advantages of both modalities. Most often this method is used in epileptology (identification of the epileptogenic focus) and in the studies of functional brain network. This paper provides a brief overview of its data acquisition and processing methods and briefly addresses its most frequently- used applications.
- Klíčová slova
- funkční magnetická rezonance,
- MeSH
- elektroencefalografie metody přístrojové vybavení MeSH
- epilepsie diagnóza MeSH
- financování organizované MeSH
- funkční zobrazování neurálních procesů metody MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie metody přístrojové vybavení MeSH
- mozek fyziologie patologie radiografie MeSH
- mozkový krevní oběh fyziologie MeSH
- multimodální zobrazování MeSH
- nervová síť fyziologie MeSH
- počítačové zpracování obrazu metody MeSH
- počítačové zpracování signálu MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- akční potenciály MeSH
- funkční lateralita MeSH
- funkční zobrazování neurálních procesů metody MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie * metody MeSH
- mapování mozku * metody MeSH
- nervová síť patofyziologie MeSH
- obsedantně kompulzivní porucha * radiografie MeSH
- odpočinek fyziologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- srovnávací studie MeSH
- MeSH
- bolest * etiologie patofyziologie psychologie MeSH
- centrální nervový systém * fyziologie patofyziologie MeSH
- chronická bolest etiologie patofyziologie psychologie MeSH
- funkční zobrazování neurálních procesů metody trendy využití MeSH
- lidé MeSH
- mapování mozku MeSH
- mozková kůra fyziologie patofyziologie MeSH
- neuroplasticita fyziologie genetika MeSH
- synapse fyziologie MeSH
- thalamus fyziologie patofyziologie MeSH
- vědomí * fyziologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přednášky MeSH
- přehledy MeSH
