Scientists use fMRI and EEG to unlock one of the human brain's mysteries

Physicists and neuroscientists from The University of Nottingham and University of Birmingham have unlocked one of the mysteries of the human brain, thanks to new research using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) and electroencephalography (EEG).

human brainThe work will enable neuroscientists to map a kind of brain function that up to now could not be studied, allowing a more accurate exploration of how both healthy and diseased brains work.

Functional MRI is commonly used to study how the brain works, by providing spatial maps of where in the brain external stimuli, such as pictures and sounds, are processed. The fMRI scan does this by detecting indirect changes in the brain’s blood flow in response to changes in electrical signalling during the stimulus.

A signal change that happens after the stimulus has stopped is also observed with the fMRI scan. This is called the post-stimulus signal and up until now it has not been used to study how the brain works because its origin was uncertain.

In novel experiments, the research team has now combined fMRI techniques with EEG, which measures electrical activity in the brain, to show that the post-stimulus signal also actually reflects changes in brain signalling.

18 healthy volunteers were monitored by using EEG to measure the electrical activity generated by their brains’ neurons (the signalling cells) while simultaneously recording fMRI measurements. A stimulus of electrical pulses was used to activate the part of the brain that controls movement in the right thumb.

The scientists then compared the EEG and fMRI signals and found that they both vary in the same way after the stimulus stops. This provides compelling evidence that the post-stimulus fMRI signal is a measure of neuronal activity rather than just changes in the brain’s blood flow. Curiously, the team also found the post-stimulus fMRI signal was not consistent, even though the stimulus input to the brain was the same each time. This natural variability in the brain response was also reflected by the EEG activity and the researchers suggest that this signal might help the brain make the transition from processing stimuli back to their internal thoughts in different ways.

Dr Karen Mullinger from The University of Nottingham’s Sir Peter Mansfield Magnetic Resonance Centre said: “This work opens a new window of time in the fMRI signal in which we can look at what the brain is doing. It may also open up new research avenues in exploring the function of the healthy brain and the study of neurological diseases.”

Dr Stephen Mayhew from Birmingham University Imaging Centre said “We do not know what the exact role of the post-stimulus activity is or why this response is not always consistent when the stimulus input to the brain is the same. We have already secured funding through the Birmingham-Nottingham Strategic Collaboration Fund to continue this research into further understanding of human brain function using combinations of neuroimaging methods.”

Director of the Sir Peter Mansfield Magnetic Resonance Centre, Professor Peter Morris, said: “Functional magnetic resonance imaging is the main tool available to cognitive neuroscientists for the investigation of human brain function. The demonstration in this paper, that the secondary fMRI response (the post-stimulus undershoot) is not simply a passive blood flow response, but is directly related to synchronous neural activity, as measured with EEG, heralds an exciting new chapter in our understanding of the workings of the human mind.”

Source: University of Nottingham

[wpsr_socialbts]

ΟΙ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

Η Παραολυμπιακή γιορτή του Σότσι

Για πρώτη φορά στην ιστορία των Χειμερινών Παραολυμπιακών, στο Σότσι, Ρώσοι αθλητές θα μετάσχουν σε όλα τα αγωνίσματα. Απαντες τονίζουν ότι οι επιτυχίες αυτών των αθλητών, είναι δυνατές μόνο όταν η …

Η Μέρκελ… καθιστή

Η εμφάνιση της ΄Αγκελα Μέρκελ στη συνεδρίαση για το πρόγραμμα της νέας κυβέρνησης είχε μια ιδιαιτερότητα. Για πρώτη φορά στην ιστορία θα γίνει η ανάγνωση των προγραμματικών δηλώσεων με την καγκελάριο …

Σάο Πάολο: Η πρώτη πάσα, από παράλυτο έφηβο

Κάπως έτσι θα δοθεί το εναρκτήριο λάκτισμα στο Μουντιάλ της Βραζιλίας. Το βέβαιο όμως είναι ότι η κορυφαία στιγμή του Παγκοσμίου δεν θα γραφτεί από τον Ρονάλντο ή τον Ρούνεϊ, αλλά από έναν παράλυτο …

Η Μέρκελ απτόητη από τον τραυματισμό

Οι πατερίτσες δεν εμπόδισαν την Αγκελα Μέρκελ να υποδεχθεί χθες στην καγκελαρία παιδιά από όλη τη Γερμανία που της έψαλαν τα κάλαντα, ενώ ο τραυματισμός της δεν θα σταθεί εμπόδιο ούτε στην παρουσία …

Κλινήρης αλλά παρούσα στα σημαντικά μίτινγκ

Η είδηση του τραυματισμού της καγκελαρίου κατά τις χειμερινές διακοπές της αποτελεί ακόμη πρώτο θέμα. Το ερώτημα που θέτουν αναλυτές είναι σε ποιο βαθμό αυτό επηρεάζει τις κυβερνητικές της …

Ισότης μέχρι ισοπεδώσεως

Είναι δυνατόν να μην μας έχει απασχολήσει ποτέ το γεγονός πως τα άτομα με αναπηρίες «δικαιούνται» ακριβώς τις ίδιες παροχές είτε εργάζονται είτε δεν εργάζονται είτε είναι ισοβίως άνεργοι; Εάν κάτι …

Πνιγήκαμε σε μια κουταλιά ΚΕΠΑ

Οι καθυστερήσεις στα ΚΕΠΑ είναι ένα τεράστιο πρόβλημα που όλοι μας το αντιμετωπίζουμε καθημερινά. Όμως εάν αντιληφθούμε συνολικά το πρόβλημα της πιστοποίησης του βαθμού αναπηρίας ως προς το μέγεθος …

Ελλάς Ελλήνων Υπνωτισμένων

Έχουμε χάσει την επαφή με την πραγματικότητα. Κάτι περίεργο μας ψέκαψαν και έχουμε χάσει κάθε επαφή με την κοινή λογική και ακόμη περισσότερο με τον δυτικό ορθολογισμό. Δεν υπάρχει αμφιβολία πως …

Εκκωφαντική βουβαμάρα από τους φορείς των ΑμεΑ

Δικαιολογημένες απορίες συνδικαλιστών για την αδιαφορία των συνδικαλιστών. Ούτε ένας συνδικαλιστικός σύλλογος αναπήρων δεν ενδιαφέρεται για όλα αυτά που συμβαίνουν στο ΕΟΠΥΥ και στο ΕΣΥ; Σάλος από …

Prosthetic Limbs Offer a Sense of Touch

The sense of touch allows us to process data about our everyday world. Without it, we might have to visually calculate how wide to stretch our fingers each time we reached for the phone or how much …