Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) imaging of Functional Connectivity and Task-Activity in the Cerebral Cortex of patients with mTBI
Notice bibliographique
Résumé
Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a novel neuroimaging technology which has shown potential as a biomarker of mTBI. In this thesis, we developed novel easy-to-use software for analyzing measures of functional coherence and task-activity in the brain using fNIRS. We then applied this software to characterize fNIRS measures in healthy individuals, and to investigate whether fNIRS is sensitive to altered brain activity following mTBI. The software provides a full pipeline for preprocessing and utilizes wavelet analysis methods to estimate coherence, variability, phase, and power of fNIRS hemodynamic data. Using the software, we investigated the within-subject and between-subject variability of fNIRS coherence in healthy adults, finding poor-moderate between-subject reproducibility and high within-subject reliability, as well as task-effects of reduced interhemispheric coherence (IHC) and reduced power of low-frequency oscillations (LFOs) that were focused in the prefrontal brain regions during execution of a working memory task. In youth 30 days following mTBI, reduced IHC and IHC variability in the prefrontal cortex was observed during working memory, as well as a group effect of mTBI on power of LFO, compared to controls. In adults, fNIRS was used to study brain activity in pre, post, and two weeks following therapeutic repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) as a treatment for persistent mTBI-related headache. In this case series, abnormal activation in the prefrontal cortex during working memory was observed on fNIRS in one subject prior to treatment which persisted at the post-treatment time point, but appeared to normalize by two weeks post-treatment, in comparison to controls, suggesting fNIRS as a potential method to study treatment effect in therapeutic rTMS trials in patients with mTBI. In this thesis, software was developed and published in the online repository GitHub, and utilized to characterize the variability and task effect in healthy individuals, informing future studies wanting to apply wavelet methodologies to investigate clinical populations. In subsequent observational studies, we observed alterations in fNIRS brain activity in pediatric patients with mTBI 1 month post-injury, as well as in an adult mTBI patient undergoing rTMS treatment, suggesting a potential role for fNIRS as an accessible technology to study mTBI-associated pathophysiology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».