Überlegungen zur ereignisbezogenen gamma-Aminobuttersäure-funktionellen Magnetresonanzspektroskopie

Zusammenfassung Die Nutzung der sequenziellen Protonen-Magnetresonanzspektroskopie (MRS), um Veränderungen von Glutamat und gamma-Aminobuttersäure (GABA) während funktionaler aufgabenbasierter Paradigmen zu verfolgen, hat zugenommen. Diese Technik wurde verwendet, um die GABA-Dynamik sowohl während sensorischer als auch verhaltensbezogener Aufgaben zu untersuchen, normalerweise mit langen ‚Blockdesign‘-Paradigmen. In letzter Zeit hat das Interesse an der Verwendung von kurzen Stimuli und ‚ereignisbezogenen‘ Aufgaben zugenommen. Während Veränderungen von Glutamat durch das Sammeln mehrerer individueller Transienten (oder Aufnahmen) leicht verfolgt werden können, wird die Messung von GABA, insbesondere bei 3 T, normalerweise mithilfe von Bearbeitungstechniken wie der Mescher–Garwood-Punktauflösenden Spektroskopie (MEGA-PRESS) durchgeführt, die per Definition ein Dual-Shot-Ansatz ist. Dies stellt Probleme dar, wenn man ein ereignisbezogenes Experiment in Betracht zieht, bei dem unklar ist, wann GABA sich ändern kann oder wie dies die einzelnen Subspektren der MEGA-PRESS-Akquisition beeinflussen kann. Um dieses Problem zu adressieren, wurden MEGA-PRESS-Daten simuliert, um den Effekt einer transienten Veränderung der GABA-Konzentration aufgrund eines kurzen ereignisbezogenen Stimulus widerzuspiegeln. Die Veränderung von GABA wurde sowohl für die ON- als auch die OFF-Subspektren simuliert, und der Einfluss von drei unterschiedlichen Bedingungen (Erhöhung nur während der ON-Akquisition, Erhöhung während der OFF-Akquisition und Erhöhung über beide hinweg) auf das entsprechende bearbeitete GABA-Spektrum wurde modelliert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine transiente Erhöhung von GABA, die nur während der ON-Subspektralen Akquisition auftritt, während sie die Ergebnisse im Vergleich zu einer Veränderung von GABA über beide Bedingungen hinweg nicht wesentlich verändert, eine viel größere Veränderung im bearbeiteten GABA-Spektrum erzeugt als eine transiente Erhöhung, die nur während der OFF-Subspektralen Akquisition auftritt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Forscher sorgfältig über das Design von ereignisbezogenen fMRS-Studien unter Verwendung von MEGA-PRESS sowie über die Analyse anderer funktionaler Paradigmen, bei denen transiente Veränderungen von GABA zu erwarten sind, nachdenken sollten. Überlegungen zum experimentellen Design werden daher diskutiert, und es werden Vorschläge gemacht.