JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

لقد طورنا تقنيات لرسم خرائط وظيفة القشرة البصرية باستخدام المزيد من المجال البصري أكثر مما هو شائع الاستخدام. هذا النهج لديه القدرة على تعزيز تقييم اضطرابات الرؤية وأمراض العيون.

Abstract

يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) عالي الدقة المعتمد على مستوى أكسجة الدم الشبكية (BOLD) مع عرض تقديمي واسع النطاق لرسم خريطة وظيفية للقشرة البصرية المحيطية والمركزية. تسمح هذه الطريقة لقياس التغيرات الوظيفية للدماغ البصري برسم خرائط وظيفية للفص القذالي ، مما يحفز >100 درجة (±50 درجة) أو أكثر من المجال البصري ، مقارنة بإعدادات العرض المرئي للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي القياسية التي تغطي عادة <30 درجة من المجال البصري. يمكن إعداد نظام تحفيز بسيط واسع الرؤية للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي BOLD باستخدام أجهزة عرض شائعة متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي عن طريق وضع مرآة كبيرة أو شاشة بالقرب من وجه الشخص واستخدام النصف الخلفي فقط من ملف الرأس القياسي لتوفير زاوية رؤية واسعة دون إعاقة رؤيتهم. يمكن بعد ذلك تصوير خريطة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للشبكية ذات الرؤية الواسعة باستخدام نماذج تحفيز شبكية مختلفة ، ويمكن تحليل البيانات لتحديد النشاط الوظيفي للمناطق القشرية البصرية المقابلة للرؤية المركزية والمحيطية. توفر هذه الطريقة نظام عرض مرئي عملي وسهل التنفيذ يمكن استخدامه لتقييم التغيرات في القشرة البصرية الطرفية والمركزية بسبب أمراض العيون مثل الجلوكوما وفقدان البصر الذي قد يصاحبها.

Introduction

يعد التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) طريقة قيمة لتقييم التغيرات في وظيفة الأوعية الدموية العصبية الإقليمية داخل القشرة البصرية استجابة للمنبهات ، حيث ترتبط التغيرات في تدفق الدم الإقليمي بتنشيط مناطق الدماغ 1,2. تمثل قياسات إشارة الأكسجة في الدم عالية الدقة المعتمدة على مستوى الأوكسجين في الدم (BOLD) تغيرات في ديوكسي هيموغلوبين ، والتي تحركها التغيرات الموضعية في تدفق الدم وأكسجة الدم داخل الدماغ 1,2. يمكن استخدام أنماط النشاط الجريئة التي تم جمعها من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لرسم خريطة وظيفية للقشرة البصرية المحيطية والمركزية ، وكذلك اكتشاف التغييرات في خريطة الشبكية استجابة لضعف البصر والتنكس العصبي3.

استخدمت معظم دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي السابقة المحفزات غير الشبكية ذات الرؤية الضيقة (حوالي ±12 درجة من المجال البصري المركزي) أو المحفزات الشبكية البسيطة مع محفزات بصرية ضيقة الرؤية ، والتي قدمت تقسيما وظيفيا محدودا لتمثيل الشبكية في القشرة البصرية وتقييما محدودا للمجال البصري المركزي فقط ، باستثناء المحيط3. وبالتالي ، أبلغت بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي الضيقة عن تغيرات غير متسقة في النسبة المئوية BOLD في مرضى الجلوكوما4،5،6. لذلك هناك حاجة إلى تحسين نهج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لتقييم المجال البصري المحيطي والمركزي ، لا سيما في تقييم أمراض مثل الجلوكوما.

الجلوكوما هو السبب الرئيسي للعمى الذي لا رجعة فيه ، حيث يؤثر على 10٪ من الناس في سن 807. يحدث الجلوكوما بسبب التنكس العصبي التدريجي الذي لا رجعة فيه لخلايا العقدة الشبكية ، المسؤولة عن نقل المحفزات البصرية إلى الدماغ عبر العصب البصري. في الجلوكوما الأولية مفتوحة الزاوية (POAG) ، وهو الشكل الأكثر شيوعا من الجلوكوما ، تؤدي زيادة ضغط العين إلى ترقق طبقة الألياف العصبية الشبكية (RNFL) ، مما يؤدي إلى فقدان الرؤية المحيطية يليه العمى المحيطي والمركزي8،9،10،11. تشير الأدلة النسيجية من الدراسات التي أجريت على إلى أن الجلوكوما يؤدي أيضا إلى تنكس عصبي تدريجي للعصب البصري والجهاز البصري والنواة الجينية الجانبية والإشعاع البصري والقشرة البصرية12,13. توفر تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي طريقة طفيفة التوغل لتقييم كل من أكسجة الدم والتنكس العصبي في القشرة البصرية. في المرضى الذين يعانون من الجلوكوما ، وجد التصوير بالرنين المغناطيسي دليلا على ضمور المادة الرمادية في المسار البصري13،14،15،16 والمادة البيضاء غير الطبيعية في chiasm البصري ، والجهاز البصري ، والإشعاع البصري1،17،18.

لمزيد من استكشاف التأثيرات على المعالجة البصرية ، يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للكشف عن وظائف المخ استجابة للإشارات البصرية. يصف البروتوكول الوارد هنا طريقة جديدة للحصول على خريطة شبكية منخفضة التكلفة وواسعة الرؤية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للشبكية عالي الدقة مع محفزات واسعة المجال (>100 درجة) ، كما وصفها Zhou etal 3. تم استخدام المحفزات البصرية لتوسيع الحلقات والأوتاد الدوارة لاستنباط رسم خرائط شبكية للانحراف والزاوية القطبية للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. تم تحليل التغيرات في نسبة الرنين المغناطيسي الوظيفي BOLD كدالة للانحراف المركزي لتقييم وظائف المخ ، المقابلة لكل من الرؤية المركزية والمحيطية. يمكن استخدام تغيير النسبة المئوية للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي BOLD لتصور التنشيط في جميع أنحاء القشرة البصرية. توفر مقاييس التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي هذه طريقة جديدة موثوقة لتقييم التغيرات التنكسية العصبية وتأثيراتها الوظيفية على القشرة البصرية الموجودة في أمراض العيون التي تنطوي على عيوب في المجال البصري ، مثل الجلوكوما.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

تم إجراء البحث مع المشاركين من البشر وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية في مركز العلوم الصحية بجامعة تكساس وجامعة ستوني بروك ، مع الحصول على موافقة مستنيرة من المشاركين لهذه الدراسات واستخدام بياناتهم.

1. إعداد ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي وبروتوكولات التصوير

  1. بالنسبة للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، استخدم ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 3T مع ملفات رأس جهاز استقبال متعددة القنوات. يمكن أيضا استخدام شدة مجال مختلفة ولكنها قد تمثل صعوبات في نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) أو القطع الأثرية المشوهة ، لذا اضبطها وفقا لذلك. استخدم فقط النصف الخلفي من ملف الرأس للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للسماح بزاوية رؤية أكبر دون عائق من النصف الأمامي من الملف.
  2. قم بإعداد تسلسل صدى التدرج السريع للاكتساب المرجح T1 (MP-RAGE) مع وقت تكرار (TR) يبلغ 2.2 ثانية ، ووقت الصدى (TE) يبلغ 2.8 مللي ثانية ، ومجال الرؤية (FOV) 176 مم × 256 مم × 208 مم ، والدقة المكانية 1 مم × 1 مم × 1 مم ، وعرض النطاق الترددي 190 هرتز / بكسل ، وزاوية الوجه 13 درجة ، ومدة المسح الضوئي 3.1 دقيقة3.
  3. قم بإعداد تسلسل تصوير صدى متدرج وصدى مستو (EPI) مع TR من 2 ثانية ، TE من 30 مللي ثانية ، مجال الرؤية من 220 مم × 220 مم ، دقة داخل الطائرة من 1.7 مم × 1.7 مم ، 29 شريحة بسمك 3 مم ، وعرض نطاق ترددي 1500 هرتز / بكسل3.
  4. قم بقياس أبعاد ملف الرأس وتجويف الماسح الضوئي ، ثم قم ببناء إطار بسيط عن طريق قطع أنبوب كلوريد البولي فينيل (PVC) إلى أطوال مناسبة وتوصيلها بأكواع PVC. احصل على مرآة بعرض 25 سم على الأقل وطول 15 سم وقم بإرفاقها بقضيب بلاستيكي به براغي (يمكن حفر ثقوب صغيرة في المرآة).
    1. قم بتوصيل نهايات القضيب البلاستيكي بإطار PVC بمسامير من النايلون (الشكل 1 أ). تأكد من أن مسامير النايلون مفكوكة قليلا للسماح بتدوير المرآة يدويا لتحسين الزاوية لكل مشارك.
  5. اصنع شاشة للذهاب داخل تجويف التصوير بالرنين المغناطيسي. قم بقص جزء من شاشة العرض الخلفي بحجم تجويف التصوير بالرنين المغناطيسي تقريبا. قم ببناء إطار بحجم التجويف وقم بتوصيل الشاشة بالإطار بمسامير. ضع الشاشة داخل الماسح الضوئي خلف ملف الرأس مباشرة لتقليل المسافة بين الشاشة والمرآة وزيادة مجال الرؤية.
    ملاحظة: إذا كان تجويف الماسحة الضوئية كبيرا بما يكفي، فيمكن استخدام شاشة واحدة ليتمكن المشارك من العرض مباشرة بدلا من إعداد شاشة العرض الخلفية والمرآة. يمكن استخدام شاشة عرض متصلة بطبقة رقيقة من الخشب للدعم أو ورقة من البلاستيك الأبيض غير اللامع الرقيق كشاشة ووضعها على الإطار بدلا من المرآة. يجب بعد ذلك وضع جهاز العرض وتركيزه ، بحيث يملأ الشاشة ويكون في بؤرة التركيز.

2. إعداد المشاركين

  1. أبلغ المشارك عن الإجراء والمخاطر وفوائد فحص التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. الحصول على موافقتهم المستنيرة.
  2. تأكد من أن المشارك ليس لديه أي موانع للتصوير بالرنين المغناطيسي. وهذا يشمل فحص أجهزة تنظيم ضربات القلب أو الغرسات المعدنية أو رهاب الأماكن المغلقة. إذا كان لديك أي عدم يقين ، فاستشر أخصائي أشعة أو باحثا مؤهلا ، واستبعد المشارك من الدراسة إذا بقي أي عدم يقين.
  3. اشرح بروتوكول التحفيز البصري وحاجة المشاركين إلى التركيز على الصليب المركزي أثناء فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. أظهر للمشارك عرضا توضيحيا قصيرا للتحفيز البصري لأغراض تعليمية لتعريفهم بالإجراء.
  4. ضع المشارك بعناية على طاولة ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي للتأكد من أنه مرتاح ومريح. قم بتوفير سدادات أذن و / أو سماعة رأس مثبطة للصوت لتقليل الضوضاء الصوتية التي سيسمعها المشارك لحماية سمعه.
  5. شل حركة رأس المشارك في النصف الخلفي من مجموعة ملف الرأس ، باستخدام حشوة رغوية على جانبي الرأس لضمان تثبيت الرأس بشكل صحيح لتقليل آثار الحركة. استخدم نظام تحديد موضع الماسحة الضوئية وانقل الطاولة إلى تجويف الماسحة الضوئية.
  6. ضع شاشة الرؤية الواسعة أو المرآة على بعد 10 سم من عيون المريض (الشكل 1 ب). ضع الشاشة بحجم التجويف من الجزء الخلفي من تجويف الماسحة الضوئية خلف ملف الرأس مباشرة. اضبط موضع وزاوية المرآة / الشاشة لكل مشارك لتحقيق زاوية مشاهدة متسقة.
  7. تأكد من أن المشارك مرتاح طوال الفحص عبر الاتصال من خلال الاتصال الداخلي.

3. مسح الرنين المغناطيسي الوظيفي للمشارك

  1. قم بتشغيل فحص محدد الموقع باستخدام ثلاث مستويات متعامدة وتعديلات الماسح الضوئي ومعايرته لضبط التردد واللمعان .
  2. قم بتشغيل فحص تشريحي MP-RAGE للمساعدة في وضع شرائح EPI.
  3. قم بإنشاء محفزات بصرية ، كما هو موضح في الخطوات التالية ، باستخدام برنامج لإجراء تجارب سلوكية أو نفسية.
  4. في بداية بروتوكول الرنين المغناطيسي الوظيفي ، اطلب من المشارك التركيز على الصليب الأبيض (3 درجات × 3 درجات) ، والذي يجب أن يكون أعلى خلفية رمادية في وسط المنبهات لمدة 10 ثوان.
    ملاحظة: سيظهر الصليب الأبيض قبل وبعد كل نموذج تحفيز بصري لمدة 10 ثوان. وبالتالي ، فإن إجمالي اختبار تحفيز الرنين المغناطيسي الوظيفي لكل نموذج هو 200 ثانية.
  5. قدم نموذج التحفيز البصري الأول (سلسلة من الأوتاد الدوارة) لمدة 30 ثانية (إعطاء سرعة زاوية تبلغ 6 درجات / ثانية) ودورة خلال ست فترات. يجب أن تشتمل محفزات الوتد على 12 إطارا من الأوتاد الدوارة (مسح واحد مع دوران في اتجاه عقارب الساعة والآخر عكس اتجاه عقارب الساعة) ، يمتد إلى حافة الشاشة / المرآة (مجال بصري >100 درجة) ، مع نمط رقعة الشطرنج بالأبيض والأسود يعكس التباين 8 هرتز (تباين 100٪) (الشكل 2 أ).
  6. قدم الصليب الأبيض مرة أخرى لمدة 10 ثوان.
  7. كرر الخطوات 3.4-3.6 مع نموذج التحفيز البصري الثاني (سلسلة من حلقات التمدد والانكماش) لمدة 30 ثانية (تمدد أو تقلص بسرعة 1.8 درجة / ثانية من المجال البصري) ودورة خلال ست فترات. يجب أن تتضمن محفزات الحلقة ثمانية إطارات من حلقات التمدد أو الانكماش (مجال بصري > 100 درجة) ، مع نمط رقعة الشطرنج بالأبيض والأسود يعكس التباين 8 هرتز (تباين 100٪) (الشكل 2 ب).
  8. بعد الانتهاء من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، حرك الطاولة خارج تجويف الماسح الضوئي مع توجيه المشارك للبقاء ثابتا. قم بإزالة المرآة / الشاشة ، وضع الجزء الأمامي من ملف الرأس بالإضافة إلى الجزء الخلفي ، وحرك الطاولة مرة أخرى إلى وسط الماسحة الضوئية.
  9. احصل على مسح سريع للموقع في حالة حدوث أي حركة واحصل على مسح MP-RAGE باستخدام ملف الرأس الكامل.
    ملاحظة: هناك حاجة إلى صورة تشريحية مع ملف الرأس بالكامل للتسجيل الدقيق لتحليلات المجموعة وأغراض إعادة البناء.

4. تحليل بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي للشبكية

  1. قم بتنزيل وتثبيت تطبيق FreeSurfer لتحليل التصوير بالرنين المغناطيسي (https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu)20.
    ملاحظة: تم استخدام الإصدار 5.3.0 من FreeSurfer هنا.
  2. احصل على صور بتنسيق التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM) من ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي. قم بتحويل ملفات DICOM إلى تنسيق nifti باستخدام تطبيق dcm2niix (https://www.nitrc.org/projects/mricrogl)21.
  3. قم بمعالجة الفحص المرجح T1 لتوفير مرجع سطح قشري، كما هو موضح في الخطوتين التاليتين. استخدم FreeSurfer لتحويل البيانات الهيكلية من تنسيق nifti إلى تنسيق .mgz (الأمر mri_convert).
  4. استخدم الأمر recon-all في بيئة shell لإجراء تجزئة تلقائية وإعادة بناء قشرية للبيانات الهيكلية.
    ملاحظة: قد تستغرق هذه الخطوة أكثر من 20 ساعة حتى تكتمل.
  5. استخدم واجهة المستخدم الرسومية tksurfer لعرض نصف الكرة المنتفخ وقطع القشرة البصرية فعليا على طول شق الكالكارين ، وحدد الفص القذالي. استخدم الأمر mris_flatten لتسوية رقعة القشرة البصرية. كرر هذه الخطوة لكلا نصفي الكرة الأرضية.
  6. بالنسبة لبيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، قم أولا بإزالة فترات الراحة ، مع تقديم تقاطع التثبيت فقط ، من بداية البيانات ونهايتها. فحص بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بحثا عن القطع الأثرية أو الحركات الكبيرة.
  7. المعالجة المسبقة للبيانات الوظيفية للتنعيم المكاني وتصحيح الحركة. نمذجة نموذج تحفيز الشبكية وتطبيق دالة استجابة الدورة الدموية المتعارف عليها لبناء دالة الاستجابة.
  8. قم بإجراء تحليل مشفر بالطور الشبكي لبيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي باستخدام دفق التحليل الوظيفي FreeSurfer (أوامر mkanalysis-sess و selxavg3-sess و fieldsign-sess) لربط السلسلة الزمنية BOLD fMRI بوظيفة استجابة نموذجية والحصول على خرائط شبكية مشفرة بالطور ، بمستوى أهمية p < 0.01 (الشكل 3).
  9. تصور نتائج خرائط retinotopic باستخدام خرائط تنشيط مرمزة بالألوان متراكبة على القشرة البصرية المسطحة تقريبا باستخدام الأمر tksurfer-sess ، وعرضها باستخدام الأمر rtview.
  10. استخدم خرائط الريتينوتوبيا المشفرة بالطور من محفزات الوتد للمساعدة في تحديد حدود القشرة البصرية الأولية (V1) والمناطق المخططة الإضافية الأخرى (V2 و V3) بواسطة خرائط الإشارات الميدانية (الشكل 3 أ) ، جنبا إلى جنب مع المعالم التشريحية وأطالس FreeSurfer.
  11. لحساب استجابة BOLD عند انحرافات مختلفة ، استخدم أولا FSL Feat (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl) لحساب الخرائط الإحصائية باستخدام نموذج خطي عام لكل حجم من محفزات الحلقة مع عتبة درجة z من Z > 2.322,23. إذا تم إجراء تحليل المجموعة ، فاحسب تحليل المستوى الثاني للخرائط الإحصائية لاختلافات المجموعة باستخدام FSL Feat للمساعدة في تحديد استجابة BOLD في انحرافات مختلفة.
  12. شارك في تسجيل صور الرنين المغناطيسي الوظيفي على السطح القشري المعاد بناؤه باستخدام أوامر FreeSurfer bbregister و tkregister2 لمحاذاة بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي للمشارك مع الصورة الهيكلية التشريحية لدماغهم وضمان المحاذاة المكانية الدقيقة.
  13. قم بتجميع محفزات الحلقة حسب الانحراف لكل إطار من الإطارات الثمانية. ارسم يدويا مناطق الاهتمام لانحرافات مختلفة بناء على مناطق voxel المنشطة لكل إطار. خذ تغييرات النسبة المئوية BOLD وارسمها كدالة لغرابة الأطوار. أيضا ، قم بتجميع بيانات الانحراف المركزي في المناطق المركزية (< ±12 درجة) والمحيطية (> ±12 درجة) ، حيث يكون التحفيز البصري ±12 درجة نموذجيا لدراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي للشبكية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

تم تقييم تسعة مشاركين تم تشخيص إصابتهم ب POAG (أربعة ذكور ، 36-74 عاما) وتسعة متطوعين أصحاء متطابقين مع العمر (ستة ذكور ، 53-65) باستخدام بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي واسع الرؤية المذكور أعلاه ، كما وصفه سابقا Zhou etal 3. تم تأكيد POAG سريريا في المرضى الذين يعانون من زاوية م?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

البروتوكول المذكور أعلاه لاستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي واسع النطاق هو طريقة مبتكرة لتقييم آثار فقدان البصر وأمراض العيون على الدماغ. من خلال رسم خرائط شبكية واسعة المجال للقشرة البصرية باستخدام شاشة رؤية أوسع ، يسمح هذا النهج بفهم أكثر شمولا للتنظيم الوظيفي للنظام البصري....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة [R01EY030996].

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1/4"-20 nylon machine screws, knurled head thumb screwto attach rod to PVC frame
1-1/4 inch PVC pipelength of ~5-10 ft is needed
3T MRI scannerSiemens
6-32 nylon machine screws, rounded headto attach mirror/screen to rod
8-channel head array coilSiemens
90 degree PVC elbow, 1-1/4 inch fitting
Acrylic mirrorWidth and length of 25-30cm
Acrylic rod1 inch width, ~ 2 ft long depening on size of scanner bore and head coil
E-PrimePsychology Software Toolsto prepare and present visual stimuli paradigms
Plywood sheet, 1/2 inch thickSize should be at least as large as the scanner bore. Cut as bore-sized frame for the projection screen
Rear projection screenSize should be at least as large as the scanner bore

References

  1. Kwong, K. K., et al. Dynamic magnetic resonance imaging of human brain activity during primary sensory stimulation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (12), 5675-5679 (1992).
  2. Ogawa, S., et al. Intrinsic signal changes accompanying sensory stimulation: functional brain mapping with magnetic resonance imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (13), 5951-5955 (1992).
  3. Zhou, W., et al. Retinotopic fMRI reveals visual dysfunction and functional reorganization in the visual cortex of mild to moderate glaucoma patients. Journal of Glaucoma. 26 (5), 430-437 (2017).
  4. Duncan, R. O., Sample, P. A., Weinreb, R. N., Bowd, C., Zangwill, L. M. Retinotopic organization of primary visual cortex in glaucoma: a method for comparing cortical function with damage to the optic disk. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 48 (2), 733-744 (2007).
  5. Duncan, R. O., Sample, P. A., Weinreb, R. N., Bowd, C., Zangwill, L. M. Retinotopic organization of primary visual cortex in glaucoma: Comparing fMRI measurements of cortical function with visual field loss. Progress in Retinal and Eye Research. 26 (1), 38-56 (2007).
  6. Gerente, V. M., et al. Evaluation of glaucomatous damage via functional magnetic resonance imaging, and correlations thereof with anatomical and psychophysical ocular findings. PLoS One. 10 (5), e0126362(2015).
  7. Allingham, R. R., Damji, K., Freedman,, Moroj, S., Shafranov, G. Shields' textbook of glaucoma. 5th ed. , Lippincott Willliams & Wilkins. Philadelphia. (2005).
  8. Kerrigan-Baumrind, L. A., Quigley, H. A., Pease, M. E., Kerrigan, D. F., Mitchell, R. S. Number of ganglion cells in glaucoma eyes compared with threshold visual field tests in the same persons. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (3), 741-748 (2000).
  9. Quigley, H. A., Addicks, E. M., Green, W. R. Optic nerve damage in human glaucoma. III. Quantitative correlation of nerve fiber loss and visual field defect in glaucoma, ischemic neuropathy, papilledema, and toxic neuropathy. Archives of Ophthalmology. 100 (1), 135-146 (1982).
  10. Smith 3rd, E. L., Hung, L. F., Harwerth, R. S. Developmental visual system anomalies and the limits of emmetropization. Ophthalmic and Physiological Optics. 19 (2), 90-102 (1999).
  11. Limb, G. A., Martin, K. R. Sixth ARVO/Pfizer Ophthalmics Research Institute Working Group. Current prospects in optic nerve protection and regeneration: sixth ARVO/Pfizer Ophthalmics Research Institute Conference. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (8), 5941-5954 (2011).
  12. Gupta, N., Yucel, Y. H. Glaucoma as a neurodegenerative disease. Current Opinion in Ophthalmology. 18 (2), 110-114 (2007).
  13. Yucel, Y. H., Zhang, Q., Weinreb, R. N., Kaufman, P. L., Gupta, N. Effects of retinal ganglion cell loss on magno-, parvo-, koniocellular pathways in the lateral geniculate nucleus and visual cortex in glaucoma. Progress in Retinal and Eye Research. 22 (4), 465-481 (2003).
  14. Zikou, A. K., et al. Voxel-based morphometry and diffusion tensor imaging of the optic pathway in primary open-angle glaucoma: a preliminary study. American Journal of Neuroradiology. 33 (1), 128-134 (2012).
  15. Chen, W. W., et al. Structural brain abnormalities in patients with primary open-angle glaucoma: a study with 3T MR imaging. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (1), 545-554 (2013).
  16. Yu, L., et al. Morphologic changes in the anterior and posterior subregions of V1 and V2 and the V5/MT + in patients with primary open-angle glaucoma. Brain Research. 1588, 135-143 (2014).
  17. Hernowo, A. T., Boucard, C. C., Jansonius, N. M., Hooymans, J. M. M., Cornelissen, F. W. Automated morphometry of the visual pathway in primary open-angle glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (5), 2758-2766 (2011).
  18. Dai, H., et al. Whole-brain voxel-based analysis of diffusion tensor MRI parameters in patients with primary open angle glaucoma and correlation with clinical glaucoma stage. Neuroradiology. 55 (2), 233-243 (2013).
  19. Zhou, W., Muir, E. R., Chalfin, S., Nagi, K. S., Duong, T. Q. MRI study of the posterior visual pathways in primary open angle glaucoma. Journal of Glaucoma. 26 (2), 173-181 (2017).
  20. Dale, A. M., Fischl, B., Sereno, M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. NeuroImage. 9 (2), 179-194 (1999).
  21. Li, X., Morgan, P. S., Ashburner, J., Smith, J., Rorden, C. The first step for neuroimaging data analysis: DICOM to NIfTI conversion. Journal of Neuroscience Methods. 264, 47-56 (2016).
  22. Smith, S. M., et al. Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL. NeuroImage. 23, 208-219 (2004).
  23. Woolrich, M. W., Ripley, B. D., Brady, M., Smith, S. M. Temporal autocorrelation in univariate linear modeling of FMRI data. NeuroImage. 14 (6), 1370-1386 (2001).
  24. Murphy, M. C., et al. Retinal structures and visual cortex activity are impaired prior to clinical vision loss in glaucoma. Scientific Reports. 6, 31464(2016).
  25. Chan, R. W., et al. Relationships between cerebrovascular reactivity, visual-evoked functional activity, and resting-state functional connectivity in the visual cortex and basal forebrain in glaucoma. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4037-4040 (2021).
  26. Murphy, M. C., et al. Top-down influence on the visual cortex of the blind during sensory substitution. Neuroimage. 125, 932-940 (2016).
  27. Bang, J. W., Hamilton-Fletcher, G., Chan, K. C. Visual plasticity in adulthood: perspectives from Hebbian and homeostatic plasticity. The Neuroscientist. 29 (1), 117-138 (2023).
  28. Greco, V., et al. A low-cost and versatile system for projecting wide-field visual stimuli within fMRI scanners. Behavior Research Methods. 48 (2), 614-620 (2016).
  29. DeYoe, E. A., Raut, R. V. Visual mapping using blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging. Neuroimaging Clinics of North America. 24 (4), 573-584 (2014).
  30. Pitzalis, S., et al. Wide-field retinotopy defines human cortical visual area v6. The Journal of Neuroscience. 26 (30), 7962-7973 (2006).
  31. Wu, J., et al. Development of a method to present wide-view visual stimuli in MRI for peripheral visual studies. Journal of Neuroscience Methods. 214 (2), 126-136 (2013).
  32. Ellis, C. T., et al. Re-imagining fMRI for awake behaving infants. Nature Communications. 11 (1), 4523(2020).
  33. Yan, T., Jin, F., He, J., Wu, J. Development of a wide-view visual presentation system for visual retinotopic mapping during functional MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 33 (2), 441-447 (2011).
  34. Park, J., Soucy, E., Segawa, J., Konkle, T. Full-field fMRI: a novel approach to study immersive vision. Journal of Vision. 22 (14), 4018(2022).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

JoVE 202

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved