Resting state functional MRI (R-fMRI) is een relatief nieuwe en krachtige methode voor het evalueren van regionale interacties die optreden wanneer een proefpersoon geen expliciete taak uitvoert.
Laagfrequente (<0.1 Hz) BOLD fluctuaties vertonen vaak sterke correlaties in rust, zelfs in verafgelegen grijze stof regio’s. Fluctuaties in spontane neurale activiteit worden verondersteld ten grondslag te liggen aan de BOLD fluctuaties, hoewel de exacte mechanismen die aanleiding geven tot de neurale fluctuaties onduidelijk blijven. De ruimtelijke patronen van R-fMRI correlaties zijn stabiel, in die zin dat ze vergelijkbaar zijn over meerdere ‘rust’ toestanden, zoals ogen-open, ogen-gesloten, en fixatie, en over individuen en sessies heen. Vanwege het ontbreken van taakeisen, ontlast R-fMRI het experimenteel ontwerp, de naleving van de proefpersonen, en trainingseisen, waardoor het aantrekkelijk is voor studies van ontwikkeling en klinische populaties.
Van experimenten in de makaakaap, overlappen R-fMRI correlaties vaak met bekende anatomische paden, maar ze betrekken soms regio’s die niet direct verbonden zijn. Vandaar dat functionele connectiviteit (R-fMRI) en anatomische connectiviteit (tractografie) complementaire maar verwante maatregelen zijn die samen een krachtige benadering bieden voor het analyseren van hersenschakelingen.
Er zijn talrijke studies, waaronder veel door leden van ons consortium, die aantonen dat deze ruimtelijke patronen nauw verwant zijn aan neurale subsystemen die door taakactiverende fMRI (T-fMRI) worden onthuld. Regio’s die co-activeren met een zaadgebied in verschillende taken hebben de neiging positief gecorreleerd te zijn met het zaadgebied in rust. Een kaart die is opgebouwd uit een enkel zaadje vertoont een specifiek patroon van correlatie in de hersenen. Dit suggereert dat zelfs relatief nabije zaadjes heel verschillende correlatiepatronen kunnen vertonen. De ruimtelijke indeling van correlaties van verschillende oorsprong kan dus helpen bij de hersenverkaveling. De ruimtelijke patronen van correlatie kan ook worden gebruikt om uitgebreide systemen / netwerk niveau beschrijvingen van functionele interacties in de hersenen regio’s die kunnen worden vergeleken met anatomische connectiviteit beschrijvingen, en taak opgewekte functionele activeringen te creëren.
Er zijn verschillende methoden voorgesteld om R-fMRI data te verwerven en te analyseren. Een belangrijk doel van HCP is het vinden van de optimale combinatie(s) van methoden om hersengebieden te verkavelen en de relaties tussen die gebieden te begrijpen. Dit brengt optimalisatie met zich mee van vele aspecten van data acquisitie (scan duur, ruimtelijke resolutie, ruimtelijke afvlakking tijdens pre-processing) en data analyse (zaad-gebaseerde benaderingen en onafhankelijke component analyse benaderingen).