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“ScanFest”课程向学生传授使用MRI机器进行研究的来龙去脉

作为布朗大学神经科学家大卫·巴德雷(David Badre)教授的课程的一部分,本科生抓住了难得的机会,利用最先进的MRI技术进行实验和研究。

普罗维登斯,罗德岛 [布朗大学]——最近一天,在布朗大学校园西德尼·弗兰克生命科学大厅的MRI研究设施里,不难分辨出哪些本科生计划进入磁共振成像(MRI)机器。

虽然大多数聚集在一起的学生都穿着运动裤和T恤,但那些自愿进入机器进行大脑扫描的学生完全没有金属:没有珠宝,没有腰带,没有鞋子。他们对此一丝不苟,因为筛查MRI参与者并了解一个人在强磁机器内可以穿什么和不能穿什么是他们正在学习的课程的一部分。

聚集在研究设施的八名学生参加了由大卫·巴德雷(David Badre)教授的功能神经影像学课程,大卫·巴德雷(David Badre)教授,他是布朗大学卡尼脑科学研究所(Carney Institute for Brain Science)的附属机构。春季课程的目标是培训学生实践和使用 MRI 以推进认知神经科学研究,并为学生提供进入 MRI 机器、操作它和以其他关键方式参与的机会。

“我们是科学家,我们在实验室工作,这个MRI设施就是我们的实验室,”Badre说。“因此,我们需要就如何正确使用这种设备进行专门培训。

在4月的两个星期六,班级在设施内开会,这是一个3000平方英尺的研究室,配备了最先进的西门子3特斯拉PRISMA扫描仪。虽然该设施是布朗大学和布朗大学附属医院的研究人员可以使用的资源,但本科生并不常用。

这两个互动课程被称为 ScanFest,为学生提供了一个学习如何准备研究对象、设置机器和监控 MRI 控制室活动的机会。

“对于一所大学来说,为本科生提供扫描练习和培训的时间是非常罕见的,”巴德雷说。

扫描课程一直是课程的亮点,今年更受期待:这是自 2020 年以来首次举办 ScanFest,当时 Badre 为课堂采用了远程形式,以遵守 COVID-19 大流行期间的大学安全准则。

“通过来到这里并使用功能性磁共振成像功能性磁共振成像,我们以非常严肃和动手的方式教授实用科学,但它也让学生保持好奇心并体验科学发现的乐趣,”Badre说。

充分利用 MRI 机器

作为课程的一部分,学生们设计了一个使用功能性磁共振成像的实验——功能磁共振成像通过检测与血流相关的变化来测量大脑活动。在两节课中,大约八名学生自愿成为研究对象,并进入机器内部执行认知任务,同时记录他们的麸皮活动。管理布朗工厂的 MRI 技术员 Lynn Fanella 参加了这两节课,为学生提供了操作机器和阅读其输出的实践课程。

该课程还教学生如何设计一个成功的认知研究实验。巴德雷说,fMRI是一种令人兴奋的方法,它允许研究人员以非侵入性的方式可视化大脑,但它仍然只是一种工具,获得答案取决于提出的问题以及它们如何呈现。

实验需要相对简单,以便学生可以从扫描中获得明确的答案,自2008年以来一直在教授该课程的Badre说。

普罗维登斯,罗德岛 [布朗大学]——最近一天,在布朗大学校园西德尼·弗兰克生命科学大厅的MRI研究设施里,不难分辨出哪些本科生计划进入磁共振成像(MRI)机器。

虽然大多数聚集在一起的学生都穿着运动裤和T恤,但那些自愿进入机器进行大脑扫描的学生完全没有金属:没有珠宝,没有腰带,没有鞋子。他们对此一丝不苟,因为筛查MRI参与者并了解一个人在强磁机器内可以穿什么和不能穿什么是他们正在学习的课程的一部分。

聚集在研究设施的八名学生参加了由大卫·巴德雷(David Badre)教授的功能神经影像学课程,大卫·巴德雷(David Badre)教授,他是布朗大学卡尼脑科学研究所(Carney Institute for Brain Science)的附属机构。春季课程的目标是培训学生实践和使用 MRI 以推进认知神经科学研究,并为学生提供进入 MRI 机器、操作它和以其他关键方式参与的机会。

“我们是科学家,我们在实验室工作,这个MRI设施就是我们的实验室,”Badre说。“因此,我们需要就如何正确使用这种设备进行专门培训。

在4月的两个星期六,班级在设施内开会,这是一个3000平方英尺的研究室,配备了最先进的西门子3特斯拉PRISMA扫描仪。虽然该设施是布朗大学和布朗大学附属医院的研究人员可以使用的资源,但本科生并不常用。

这两个互动课程被称为 ScanFest,为学生提供了一个学习如何准备研究对象、设置机器和监控 MRI 控制室活动的机会。

“对于一所大学来说,为本科生提供扫描练习和培训的时间是非常罕见的,”巴德雷说。

扫描课程一直是课程的亮点,今年更受期待:这是自 2020 年以来首次举办 ScanFest,当时 Badre 为课堂采用了远程形式,以遵守 COVID-19 大流行期间的大学安全准则。

“通过来到这里并使用功能性磁共振成像功能性磁共振成像,我们以非常严肃和动手的方式教授实用科学,但它也让学生保持好奇心并体验科学发现的乐趣,”Badre说。

充分利用 MRI 机器

作为课程的一部分,学生们设计了一个使用功能性磁共振成像的实验——功能磁共振成像通过检测与血流相关的变化来测量大脑活动。在两节课中,大约八名学生自愿成为研究对象,并进入机器内部执行认知任务,同时记录他们的麸皮活动。管理布朗工厂的 MRI 技术员 Lynn Fanella 参加了这两节课,为学生提供了操作机器和阅读其输出的实践课程。

该课程还教学生如何设计一个成功的认知研究实验。巴德雷说,fMRI是一种令人兴奋的方法,它允许研究人员以非侵入性的方式可视化大脑,但它仍然只是一种工具,获得答案取决于提出的问题以及它们如何呈现。

实验需要相对简单,以便学生可以从扫描中获得明确的答案,自2008年以来一直在教授该课程的Badre说。

“在我们给他们的限制范围内,学生们提出了非常有创意的想法,”巴德雷说。“这些扫描会议的问题在于,当他们进行这些实验时,他们将在神经科学数据中获得某种结果 – 这就是令人兴奋的地方。

学生探索对厌恶的反应、人工智能生成的图像等

今年课程的小组提出了一系列不同的实验,包括大脑处理人脸照片的方式是否与处理人工智能生成的人脸图像的方式相同;大脑对农场动物的图像与人类的图像有何反应;当一个人看到一个熟悉的地点和想象一个熟悉的地点时,对视觉和感知活动的探索;以及当一个人看到引起厌恶的东西时,大脑内部会发生什么。

ScanFest的准备工作早在学生到达MRI设施之前就开始了。

这些小组需要寻找合适的图像来展示他们的研究对象。例如,有不同的方法可以引起厌恶感,通过研究图像,学生意识到他们的图像需要保持一致且没有分散注意力的元素。他们决定展示一盘令人愉快的开胃食物以及令人食欲不振的图像,例如一块被蚂蚁覆盖的腐烂水果。

布朗大学大四学生哈姆扎·查姆迪亚(Hamzah Chamdia)的团队正在探索大脑如何处理绵羊和其他农场动物的图像,而不是人类的图像。专注于认知神经科学的Chamdia指出了为实验准备250张图像的挑战:一旦他的团队发现了农场动物的图像,他们花了很多时间不仅标准化图像的大小,而且标准化布局(例如,他们编辑了谷仓,栅栏和田野,以便所有动物和人的图像都呈现在相同的白色背景上)。

学生们提交了研究计划书,征求了同学的反馈意见,并与巴德雷会面进行了准备。课堂作业的结构是为了帮助学生了解他们将在大脑结构和活动方面看到的内容。收集数据后,学生进行统计分析和推理。在课程结束时,他们将向班上的其他同学展示他们的发现。

Chamdia 很高兴学习如何使用 fMRI 机器推进研究。

“这是一个很好的机会,因为不是每所大学都为本科生提供这个机会,”他说。

与该课程中的许多学生不同,布朗大学的大四学生伊丽莎白·多斯(Elizabeth Doss)也曾在MRI套件工作,担任Badre实验室认知神经科学研究项目的研究助理。Doss帮助扫描参与者收集数据并分析了这些数据,就像她将与她的小组(分析厌恶的学生)一起做的那样,作为功能神经影像学课程的一部分。Doss说,她喜欢这种全面的方法,可以了解MRI及其功能。

“我的导师推荐了这门课,因为我试图自己学习很多关于MRI如何工作的知识,”Doss说。“我对MRI物理学以及如何最好地处理数据做了很多研究,David Badre是该领域的专家。我想上这门课,以充分了解我正在做什么。

这门课程为多斯和她的团队提供了一些独特的东西:设计和运行自己的实验的自由和控制。从编码任务到运行扫描仪,再到预处理图像和分析数据,学生们掌握着他们项目的方方面面。

“这只是一种不同的过程,而不是协助由博士生或教师研究人员设计的正在进行的研究,”多斯说。“我们在这门课上什么都做。我很高兴我能成为其他学生的资源,但我仍然在不断学习。我能从课堂上学到的东西太多了。

Doss 在大二时就听说了这门课程,并热切地等待着入学的机会。

“我真的很高兴能够在大四毕业前上这门课,”她说,“这是一次很棒的经历。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://www.brown.edu/news/2024-04-18/scanfest