|
|
Software pro výběr pacientů a oblastí mozku vhodných k analýze konektivity z fMRI dat
Slavíček, Tomáš ; Lamoš, Martin (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Cílem práce je vytvořit explorativní nástroj pro data funkční magnetické rezonance, jenž umožní snadno a rychle provést výběr osob a oblastí vhodných ke skupinové analýze konektivity. V prvních kapitolách práce je zmíněna historie zkoumání mozku a srovnání používaných metod funkčního zobrazování. Dále jsou rozebrány teoretické podklady metody fMRI, jako jsou vznik BOLD signálu, parametry akvizice MRI snímků a metody návrhu experimentů. Následující kapitola podrobně popisuje analýzu naměřených dat od předzpracování až po interpretaci výsledků. Poslední kapitola první části nastiňuje problematiku analýzy skupinových dat v programu SPM8. Druhá polovina práce je věnována popisu vytvořeného programu od vstupu dat až po uložení výsledků, včetně detailního popisu klíčových funkcí programu. V závěru je popis aplikace vytvořeného programu na reálných datech klinické studie včetně dosažených výsledků a zhodnocení využitelnosti programu. Program najde uplatnění zejména v oblasti neurovědního výzkumu.
|
|
|
Functional connectivity and brain structure assessment in patients at risk of synucleinopathies
Klobušiaková, Patrícia ; Gajdoš, Martin (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Synucleinopathy is a neurodegenerative disorder characterized by the presence of pathological protein -synuclein in neurons. So far, treatment that could heal or permanently stop this disease is not known. The aim of this work is to identify prodromal stages of synucleinopathies using functional connectivity processed applying graph metrics and assessing cortical thickness and subcortical structures volumes from magnetic resonance imaging data, and to verify specificity and sensitivity of combinations of parameters that sufficiently differentiate patients in risk of synucleinopathies. To accomplish this goal, we collected data from patients in the risk of synucleinopathy (preDLB, n = 27) and healthy controls (HC, n = 28). We found reduced volume of right pallidum and increased hippocampal volume to cortical volume ratio, increased normalised clustering coefficient and higher modularity in the preDLB group in comparison to HC. These four parameters were modeled using machine learning. The resulting model differentiated preDLB and HC with balanced accuracy of 88 %, specificity of 89 % and sensitivity of 86 %. The findings of this thesis can serve as the basis for further studies searching for specific MRI markers of prodromal stage of synucleinopathy that could be targeted with therapy in the future.
|
|
|
Projevy fyziologického šumu ve fMRI datech
Skoupý, Radim ; Mareček, Radek (oponent) ; Lamoš, Martin (vedoucí práce)
V této bakalářské práci se zabývám projevy fyziologického šumu ve fMRI datech. Práce zahrnuje základní teorii v oblasti BOLD signálu -- jeho charakteru, zabývá se zpracováním naměřených dat, možnostmi jejich úpravy, filtracemi i tvorbě výsledných statistických parametrických map. Stěžejní částí je studium možností filtrace fyziologického šumu metodou Retroicor, která modeluje fyziologický šum na základě báze sinových a kosinových bázových funkcí.
|
|
|
Vizualizace a export výstupů funkční magnetické rezonance
Přibyl, Jakub ; Gajdoš, Martin (oponent) ; Slavíček, Tomáš (vedoucí práce)
Práce pojednává o principech a metodice měření funkční magnetické rezonance (fMRI), podstatě vzniku a využití BOLD signálu a typech využívaných experimentů. Dále je věnována pozornost procesu zpracování fMRI dat a statistické analýze. Následující kapitoly se věnují stručnému popisu nejpoužívanější softwarových nástrojů sloužících k analýze dat z fMRI. Stěžejní částí práce bylo vytvořit program v prostředí MATLAB s přehledným grafickým uživatelským rozhraním pro snadnou vizualizaci a export výstupů z analýz fMRI dat. Druhá polovina práce je věnována popisu vytvořeného programu a grafického uživatelského rozhraní včetně klíčových funkcí. V závěrečné části je popsána aplikace programu na reálných datech klinické studie dynamické konektivity a využití v mezinárodním projektu APGem.
|
|
|
Sdružená EEG-fMRI analýza na základě heuristického modelu
Janeček, David ; Kremláček, Jan (oponent) ; Labounek, René (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá sdruženou EEG-fMRI analýzou na základě heuristického modelu. Heuristický model popisuje vztah mezi změnami v prokrvení aktivních mozkových oblastí a v elektrické aktivitě neuronů. Dále se tato práce zabývá různými metodami extrakce užitečné informace z EEG záznamu a jejich vlivy na konečný výsledek sdružené analýzy. Byly testovány metody průměrování elektrod zájmu, rozklad pomocí analýzy hlavních komponent a rozklad pomocí nezávislých komponent. Metoda průměrování elektrod zájmu a rozklad pomocí PCA dává podobné výsledky, ale není možné z EEG záznamu extrahovat jedinečnou informaci o určitém stimulačním vektoru. Pomocí ICA rozkladu jsme schopni získat informaci vztahující se k určité stimulaci, ale nastává zde problém v konečné interpretaci a výběru správné komponenty při slepém hledání variability spřažené s experimentem. Bylo zjištěno, že ačkoliv komponenty vypočtené z časové posloupnosti EEG záznamu jsou vzájemně nezávislé, jejich posun spektra vzájemně koreluje. Tato spektrální závislost byla eliminována PCA/ICA rozkladem až na vektorech posunu spektra. Zde již každá komponenta přináší novou informaci o mozkové aktivitě. Výsledky z heuristického přístupu byly porovnávány s výsledky sdružené analýzy na základě výpočtu relativního a absolutního výkonu v pásmech zájmu a byly nalezeny souvislosti mezi aktivačními mapami, a to především mezi heuristickým modelem a relativním výkonem v pásmu gamma (20-40 Hz).
|
|
|
Porovnání metod efektivní a funkční konektivity ve funkční magnetické rezonanci
Gajdoš, Martin ; Schwarz, Daniel (oponent) ; Jan, Jiří (vedoucí práce)
Funkční magnetická rezonance (fMRI) je důležitá neurozobrazovací metoda, používaná ke studiu mozku. Cílem této práce je vytvořit softwarový nástroj pro porovnání dvou souměřitelných metod pro zjišťování funkční a efektivní konektivity ve fMRI datech. V této práci jsou shrnuty základní poznatky o zobrazování magnetickou rezonancí a o zobrazování pomocí fMRI. Dále se práce zabývá metodami funkční a efektivní konektivity, detailně metodami dynamického kauzálního modelování (DCM), analýzy nezávislých komponent (ICA) a Grangerova kauzálního modelování (GCM). V práci je představena praktická implementace metody DCM v toolboxu SPM a metody ICA v toolboxu GIFT. Následně se práce zabývá simulacemi pro porovnání souměřitelných metod DCM a GCM. Simulace jsou prováděny především za účelem zjištění chování modelů v závislosti na několika parametrech, čehož bylo dosaženo použitím Monte Carlo simulací. Ke konci práce je podrobně popsán návrh a realizace softwarového nástroje Connectivity_simulator, který umožňuje provést porovnání metod GCM a DCM na základě uživatelem specifikovaných vstupních parametrů simulace, a výsledky této simulace přehledně zobrazit.
|
|
|
Soubor nástrojů pro práci s neurovědními daty
Malý, Lukáš ; Harabiš, Vratislav (oponent) ; Lamoš, Martin (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo vytvořit soubor nástrojů pro práci s daty z funkční magnetické rezonance (fMRI) a elektroencefalografie (EEG) v prostředí MATLAB s využitím softwarového balíku SPM. V první části práce je popsán fyziologický původ těchto dat na úrovni neuronů, základy zobrazování pomocí magnetické rezonance, princip fMRI experimentu, předzpracování a zpracování dat z fMRI, jejich interpretace, dále je popsána funkce a princip elektroencefalografie a nakonec je popsáno simultánní snímání EEG-fMRI. Ve druhé části práce jsou popsány funkce a možnosti souboru nástrojů pro práci s neurovědními daty nazvaného Neural Data Toolbox (NDTb).
|
|
|
Vliv délky reakčního času na amplitudu neuronální odezvy po vzácných podnětech v obraze funkční magnetické rezonance
Klimeš, Filip ; Bartoň, Marek (oponent) ; Lamoš, Martin (vedoucí práce)
Cílem mé bakalářské práce je poskytnout základní představu o funkční magnetické rezonanci. Teoretická část se zabývá obecnými principy, metodami měření a analýzy dat fMRI. Dílčím a zároveň stěžejním cílem je navrhnout způsoby modelování délky reakčního času v rámci koncepce obecného lineárního modelu. Úkolem v praktické části bylo se seznámit s toolboxem SPM a navržené způsoby realizovat na skupinová data. Realizace probíhala ve dvou úrovních: předzpracování a analýza naměřených dat. Předzpracovaná data byla podrobena analýze jednotlivce i skupinové analýze. Důležitým bodem práce je zhodnocení výsledků obou analýz a tím i jednotlivých přístupů k modelování reakčního času a jeho vlivu na amplitudu neuronální odezvy po vzácných podnětech v obraze funkční magnetické rezonance.
|
|
|
Functional connectivity and brain structure assessment in patients at risk of synucleinopathies
Klobušiaková, Patrícia ; Gajdoš, Martin (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Synucleinopathy is a neurodegenerative disorder characterized by the presence of pathological protein -synuclein in neurons. So far, treatment that could heal or permanently stop this disease is not known. The aim of this work is to identify prodromal stages of synucleinopathies using functional connectivity processed applying graph metrics and assessing cortical thickness and subcortical structures volumes from magnetic resonance imaging data, and to verify specificity and sensitivity of combinations of parameters that sufficiently differentiate patients in risk of synucleinopathies. To accomplish this goal, we collected data from patients in the risk of synucleinopathy (preDLB, n = 27) and healthy controls (HC, n = 28). We found reduced volume of right pallidum and increased hippocampal volume to cortical volume ratio, increased normalised clustering coefficient and higher modularity in the preDLB group in comparison to HC. These four parameters were modeled using machine learning. The resulting model differentiated preDLB and HC with balanced accuracy of 88 %, specificity of 89 % and sensitivity of 86 %. The findings of this thesis can serve as the basis for further studies searching for specific MRI markers of prodromal stage of synucleinopathy that could be targeted with therapy in the future.
|
|
|
Role empatie v etickém jednání
Novák, Lukáš ; Matějek, Jaromír (vedoucí práce) ; Ovečka, Libor (oponent)
Již před více než 200 lety David Hume spolu se svým současníkem Adamem Smithem postulovali, že etické jednání člověka vychází především z jakéhosi "morálního citu". Zjednodušeně řečeno oba mají za to, že to jsou vášně, co určuje jednání. Hume dokonce říká že: "rozum je a má být otrokem vášní" (…). Je možné, že tímto výrokem spolu s dalšími probudil z dogmatického spánku jednoho z největších filozofů všech dob Immanuela Kanta, který po dlouhém bádání dochází k závěru, že rozum a nikoli vášně určuje jednání. Resp. že rozum je s to určovat jednání nezávisle na vášních. K řešení otázky, jaká je role mravního citu v etickém jednání mohou významně přispět poznatky současné vědy. Při jejich rozboru využijeme metod analýzy, syntézy a komparace. Cílem této práce bude za pomoci empirických věd reflektovat, jaký je vztah empatie, mravního citu a etického jednání a tím přispět k řešení složité otázky, která trápila filozofy a teology od nepaměti, k otázce, jaký je vztah rozumu, vášní a etického jednání. Klíčová slova Kant Immanuel, Hume David, empatie, etické jednání, prosociální chování, svobodná vůle, filozofie mysli, etika, kognitivní věda, neurověda, psychologie, fMRI, sympatie, soucit, mentalizace, teorie mysli, poruchy osobnosti
|
host ::
RSS.