Diese Forschung wurde unterstützt durch Zuschüsse aus der Forschungsgemeinschaft - Flandern (FWO, Projekt-Nr G.0420.02 und G.0443.11N), der Hercules Foundation (grant Nr AUHA0012) Konzertierte Aktionen Forschung (GOA Finanzierung) von der Universität von Antwerpen, und teilweise durch EG gesponsert - FP6 Projekt DiMI, LSHB-CT-2005-512146 und EC - FP6 Projekt EMIL LSHC-CT-2004-503569 zu A.VdL. G.DG und CP sind Postdoktoranden der Research Foundation - Flanders (FWO).

1. Vorbereitung der auditive Reize <ol><li> Zunächst erfassen die Sound-Reize, während im Inneren der Bohrung des 7T MR-System gespielt wird. Die Bohrung ist eine auf engstem Raum, die die auditive Reize, was zu Verbesserung bestimmter auditiven Frequenzen verzerren können. Abbildung 1 zeigt die Frequenzen erhöht und unterdrückt von unseren Aufnahmen von weißem Rauschen an der Stelle der Kopf des Vogels innerhalb des Magneten gemacht gezeigt Bohrung mit einem LWL-Mikrofon (Optimic 1160, Optoacoustics). Um diese künstliche Verstärkung zu kompensieren, wird ein Equalizer-Funktion auf jeden Reiz mit WaveLab Software angewendet. Für unsere speziellen Setup besteht die Funktion einer Gaußschen Kernel mit den folgenden Parametern: maximale Amplitude:-20dB, auf 3.750 Hz, Breite zentriert: 0,05 Oktaven (entsprechend dem Bereich 2.500-5.000 Hz für unser System). </li><li> Der Song Reize aus mehreren einzelnen Song Motive jeder Vogel mit Zeiten der Stille verschachtelt komponiert. Die dration dieser Ruheperioden eingestellt wird, um die Gesamtmenge von Klang und Stille identisch über alle Reize zu halten. Diese Konstruktion spart die natürliche intra-individuelle und inter-individuelle Variabilität der Länge des Songs. Die Gesamtlänge jedes Stimulus 16 sec. Die Intensität der einzelnen Songs ist in Bezug auf normalisiert abgestimmt root-mean-square und High-Pass bei 400 Hz, bevor sie in der gesamten Stimulus (Gesang und stillen Perioden) integriert gefiltert. Diese Manipulationen sind fertig mit Praat Software. </li><li> Das Experiment besteht aus einem ON / OFF-Block-Design alternierenden Hörstimulation Perioden (ON Blöcke) mit Ruhezeiten (OFF Blöcke) (Abbildung 2). Jeder Block (ON und OFF) dauert 16 Sekunden, die auf den Erwerb von 2 Bildern (siehe unten für den Erwerb) entspricht. Jeder Reiz Typ 25 mal vorgestellt, was den Erwerb von 50 Bildern pro Reiz und pro Thema. Die Reihenfolge der Präsentation der Bedingungen sollte innerhalb und zwischen den randomisiertenThemen. Diese randomisierte Reihenfolge der Reize in Presentation Software kodiert werden. </li></ol> 2. Betreff Vorbereitung 2.1 Gegenstand und Gruppengröße Hier präsentieren wir ein Protokoll speziell auf die Verwendung von (erwachsenen) Zebrafinken angepasst. Die Wahl der Art abhängig von der wissenschaftlichen Fragestellung. Jedoch können auch andere Überlegungen, wie Vogel Robustheit Anästhesie ebenfalls berücksichtigt werden. Zebrafinken (Taeniopygia guttata) sollte in Volieren unter einem 12 Stunden Licht untergebracht werden: 12 Stunden Dunkelheit Photoperiode und haben Zugang zu Futter und Wasser ad libitum während der gesamten Studie. Die minimale Anzahl von Individuen pro Experiment 15 ist. Diese Zahl berücksichtigt die Empfindlichkeit der Spin-Echo-fMRI und die natürliche inter-individuelle Variabilität biologischer Phänomene im Experiment gemessen. 2.2 Installation von Setup und Vorbereitung des Tieres (Für Spezifikationder verwendeten Geräte, verweisen wir auf die Liste der spezifischen Reagenzien und Geräte am Ende dieses Artikels) <ol><li> Installieren Sie den Schnabel Maske auf dem Bett eines MRI 7T MR-System und verbinden Sie es mit dem Gas-Controller-Gerät mit Kunststoffrohren. Öffnen Sie sowohl Sauerstoff als auch Stickstoff-Flaschen und Schalter an der Gas Controller-Gerät (Durchfluss Sauerstoff: 200 cc / min; Stickstoff: 400 cc / min). </li></ol> Wie oben erwähnt, wird ein 7T MR-System in der dargestellten Konfiguration verwendet werden. Andere MR-Systemen mit unterschiedlichen Feldstärken sind möglich, aber 7T ein guter Kompromiss zwischen Signal-zu-Rausch-Verhältnis und der Grad der Suszeptibilitätsartefakte (siehe Diskussion) erreicht. Bei höheren Feldstärken das Signal-zu-Rausch-Verhältnis erhöht sich mit dem Grad der Anfälligkeit Artefakte. <ol start="2"><li> Schalten Sie das Feedback-geregelten Systems und warmen Luftstrom Gerät. </li><li> Betäuben der Zebrafinken mit 3% Isofluran in einem Gemisch von Sauerstoff und Stickstoff durch die Einführung seiner Schnabelin die Maske und mit dem Kopf nach unten, bis der Vogel ist vollständig betäubt. Dies kann durch Ziehen der Fuß weich überprüft werden: wenn der Vogel völlig sediert ist der Fuß nicht durch den Vogel eingefahren werden. Darüber hinaus werden die Augen des Vogels teilweise geschlossen werden. </li><li> Führen Sie die Kloake Temperaturfühler, um die Körpertemperatur zu screenen und Überwachung der Atemfrequenz, indem ein pneumatischer Sensor unterhalb des Zebrafinken Bauch. Schließen Sie die Jacke, um den Körper des Vogels (Abbildung 3) zurückzuhalten. </li><li> Pflegen Atemfrequenz im Bereich von 40 bis 100 Atemzüge pro Minute und halten die Körpertemperatur konstant in einem engen Bereich von 40 ± 0,5 ° C. Wenn die Atmung Bereich zu niedrig / hoch ist, um den Pegel der Anästhesie (% Isofluran) entsprechend. Wenn das Problem weiterhin besteht, sollte der Versuch abgebrochen werden und das Tier aus dem Setup entfernt werden, um sich zu erholen. </li><li> Positionieren Sie die nicht-magnetische dynamische Lautsprecher auf beiden Seiten des Kopfes und Zebrafinken converbinden sie mit dem Verstärker. Stellen Sie sicher, dass die Kabel der Lautsprecher entfernt von dem Temperaturfühler geführt, weil es die Temperaturmessung beeinflussen können, wenn zu schließen. </li><li> Legen Sie die Oberfläche HF-Spule auf der Oberseite des Kopfes und Zebrafinken Zebrafinken die Position in der Mitte des Magneten (und automatisch das Zentrum der Sendespule, die in der Mitte des Magneten befindet). </li><li> Reduzieren der Anästhesie Ebene zu 1,5% Isofluran mit Sauerstoff und Stickstoff gemischt. </li></ol> 3. Datenerfassung <ol><li> Erwerben Sie einen Satz von 1 sagittal, 1 horizontale und 1 koronalen Gradienten-Echo (GE) Scout-Bild (tri-Pilotsequenz) und Sätze horizontal, koronalen und sagittalen Multi-Slice-Bilder (Pilotierung T 2-gewichtete schnelle Erfassung Entspannung-enhanced ( RARE) SE-Sequenz) zur Bestimmung der Position des Gehirns in dem Magneten (Abbildung 4). </li><li> Verringern Sie die Geräusche der Gradienten durch die Erhöhung ihrer Rampe mal zu 1.000 us. </li> &lt;li&gt; Bereiten Sie die fMRI Sequenz: RARE T 2-gewichtete Sequenz, effektive TE: 60 ms, TR: 2000 ms, RARE-Faktor: 8, FOV: 16 mm, Matrix-Größe: 64 x 32, Ausrichtung: sagittal, Schichtdicke: 0,75 mm, Inter-Slice Spaltdicke: 0,05 mm, 15 Scheiben, die nahezu das gesamte Gehirn (Abbildung 4). </li><li> Wählen Sie die auditive Protokoll (auditive Reize und den Zeitpunkt der Lieferung Stimulus) in der Präsentations-Software. Das Protokoll besteht aus einer Folge von Befehlen - für die Einleitung bestimmter akustische Reize - die zu einem bestimmten Scan-Zahl ausgeführt werden. Bei jeder Wiederholung in der fMRI Sequenz wird die Scanner-Software einen Trigger zur auditorischen Darstellung Software, die wiederum registriert die Scan-Nummer und führt den entsprechenden Befehl zu senden. </li><li> Um sicherzustellen, dass die auditive Präsentation Software nicht verpassen keine Trigger aus dem Scanner, wird die auditive Protokoll initiiert erste. Sobald das Protokoll voll beladen ist, wird die fMRI Sequenz gestartet. </li><li> Jeder fMRI Experiment wird durch den Erwerb von 12 Dummy-Bildern, damit das Signal des Auftrags durch den Scanner Lärm um einen stationären bevor Hörstimulation erreichen voraus. </li><li> Nach Erwerb Null-füllen die Daten auf 64 x 64. </li><li> Werfen Sie einen ersten (vorläufigen) Blick auf die Ergebnisse mit dem Werkzeug in der Paravision (Option Verarbeitung / Functional Imaging). Berechnen Sie den differentiellen BOLD Reaktion zwischen all den Blöcken und der Grundlinie (OFF-Blöcke). Diese Analyse gibt einen ersten Hinweis auf die Qualität des Experiments. Wenn keine Aktivierung in der primären auditorischen Bereiche in diesem Stadium zu sehen, hat der Vogel wahrscheinlich nicht hören / die auditive Reize aufgrund technischer Probleme mit dem Stimulus Präsentation, Anästhesie Ebene usw. Das Setup sollte überprüft werden und die Messung wiederholt verarbeitet. </li><li> Führen Sie eine anatomische 3D-RARE T2-gewichtete Sequenz in der gleichen Ausrichtung wie die bisherigen fMRT-Scans und mit effektiven TE: 60 ms, TR: 2000 ms, RARE-Faktor: 8, FOV: 16 mm, Matrix-Größe: 256 x 128 x 64. </li><li> Null-füllen die Daten zu 256 x 256 x 256. </li><li> Nehmen Sie die Zebrafinken aus der MRI Bett und lassen Sie es von der Narkose erholen in einem Käfig unter einem roten Lampe. Normalerweise geht die Wiederherstellung eines Zebrafinken nach Isofluran-Narkose relativ schnell (maximal 5 min). Nach nur wenigen Minuten werden die Vögel versuchen, aufzustehen und einmal der Vogel vollständig erholt ist, wird es auf einem Zweig statt sitzen auf dem Boden des Käfigs zu hocken. Die Dauer der Anästhesie ist etwa 2 Stunden für das vorliegende Experiment. Die maximale Zeit von Isofluran-Narkose angewendet Zebrafinken in unserem Labor ist 6 Stunden, nach dem die Vögel auch innerhalb von 5 min gewonnen. </li></ol> 4. Data Processing <ol><li> Konvertieren Sie die MR-Daten in oder Analysieren Nifti Format. </li><li> Da SPM entwickelt wurde, um fMRI Daten beim Menschen erfassten Prozessdaten, dh für Voxel von etwa 2 mm. Zahlreiche SPM-Einstellungen werden auf diesem ungefähre Voxelgröße angepasst. Wenn man nicht wAmeise, um all diese Einstellungen zu ändern, ist der einfachste Weg zu gehen, um künstlich erhöhen die Voxelgröße von Vogel fMRI-Daten. Passen Sie die Größe Voxel in der Kopfzeile durch Multiplikation des realen Voxelgröße von 10 mit MRIcro. Es sollte angemerkt werden, dass eine solche Anpassung beeinflusst nicht die Daten selbst, kein Resampling oder andere Änderungen an den Daten angewendet wird. </li></ol> Eine Alternative dazu ist die Verwendung von &quot;SPMMouse &#39;, die einen Werkzeugkasten ermöglicht SPM zu öffnen und zu analysieren Dateien jeder Voxel Dimension ist. Das Tool ermöglicht SPM &quot;gläserne Gehirn&quot;, um aus jedem Bild erstellt werden, und stellt sich automatisch auf Standardwerte Längenskalen die Header der Bilddateien oder vom Benutzer eingegebenen Daten. Daher funktioniert diese Toolbox in die entgegengesetzte Richtung als das, was wir vorschlagen. Statt die Voxel Größe der Bilder in SPM passen, werden die Standardeinstellungen des SPM geändert, um Bilder mit unterschiedlichen Voxelgrößen verwenden. <ol start="3"><li> Richten Sie die fMRI-Daten. Co-Register der anatomischen 3D-Datensatz zu ter fMRI Zeitreihen. Normalisieren der 3D-Daten (und die Zusammenarbeit registrierte fMRI Zeitreihe) an die Zebrafinken Gehirn MRI Atlas. Übernehmen Sie die Transformationsmatrix der fMRI Datenmenge. Dies alles kann unter Verwendung Statistische Parametric Mapping (SPM) 8 Software werden. </li><li> Glätten Sie die Daten mit einem 0,5-mm Breite Gauß-Kern mit SPM8. </li><li> Führen Sie statistische voxelbasierte Analysen mit SPM8. Modell die Daten als Box-Auto (kein hämodynamischen Antwort-Funktion). Schätzpreis Modellparameter mit dem klassischen Restricted Maximum Likelihood Algorithmus. Berechnen Sie die mittlere Wirkung der einzelnen auditorischen Reizes in jedem Fach (Festnetz-Einfluss-Analyse) und dann berechnen Statistiken für Analysen wünschte Gruppe (mixed-Effekt-Analysen). </li><li> Projizieren Sie das statistische parametrische Karte auf den Zebrafinken atlas (Abbildung 5) 9 in SPM8 zu lokalisieren die funktionellen Aktivierungen (Abbildung 6). </li></ol>

<ol>
	<li>Van Meir, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+properties+of+the+BOLD+response+in+the+songbirds'+auditory+circuit+during+a+variety+of+listening+tasks.">Spatiotemporal properties of the BOLD response in the songbirds' auditory circuit during a variety of listening tasks.</a> Neuroimage. 25, 1242-1255 (2005).</li><li>Boumans, T., Theunissen, F. E., Poirier, C., Van Der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+representation+of+spectral+and+temporal+features+of+song+in+the+auditory+forebrain+of+zebra+finches+as+revealed+by+functional+MRI.">Neural representation of spectral and temporal features of song in the auditory forebrain of zebra finches as revealed by functional MRI.</a> The European Journal of Neuroscience. 26, 2613-2626 (2007).</li><li>Boumans, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+magnetic+resonance+imaging+in+zebra+finch+discerns+the+neural+substrate+involved+in+segregation+of+conspecific+song+from+background+noise.">Functional magnetic resonance imaging in zebra finch discerns the neural substrate involved in segregation of conspecific song from background noise.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 931-938 (2008).</li><li>Boumans, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+auditory+responses+in+the+zebra+finch+forebrain+reveals+a+hierarchical+organisation+based+on+signal+strength+but+not+selectivity.">Functional MRI of auditory responses in the zebra finch forebrain reveals a hierarchical organisation based on signal strength but not selectivity.</a> PloS ONE. 3, e3184 (2008).</li><li>Vignal, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+brain+hemodynamic+changes+in+a+songbird:+responses+to+hypercapnia+measured+with+functional+MRI+and+near-infrared+spectroscopy.">Measuring brain hemodynamic changes in a songbird: responses to hypercapnia measured with functional MRI and near-infrared spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 53, 2457-2470 (2008).</li><li>Van der Linden, A., Van Meir, V., Boumans, T., Poirier, C., Balthazart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+in+small+brains+displaying+extensive+plasticity.">MRI in small brains displaying extensive plasticity.</a> Trends in Neurosciences. 32, 257-266 (2009).</li><li>Poirier, C., Van der Linden, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin+echo+BOLD+fMRI+on+songbirds.">Spin echo BOLD fMRI on songbirds.</a> Methods Mol. Biol. 771, 569-576 (2011).</li><li>Poirier, C., Verhoye, M., Boumans, T., Van der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implementation+of+spin-echo+blood+oxygen+level-dependent+(BOLD)+functional+MRI+in+birds.">Implementation of spin-echo blood oxygen level-dependent (BOLD) functional MRI in birds.</a> NMR in Biomedicine. 23, 1027-1032 (2010).</li><li>Poirier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+MRI+atlas+of+the+zebra+finch+brain+in+stereotaxic+coordinates.">A three-dimensional MRI atlas of the zebra finch brain in stereotaxic coordinates.</a> Neuroimage. 41, 1-6 (2008).</li><li>Zhao, F., Wang, P., Kim, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+depth-dependent+gradient-echo+and+spin-echo+BOLD+fMRI+at+9.4T.">Cortical depth-dependent gradient-echo and spin-echo BOLD fMRI at 9.4T.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 51, 518-524 (2004).</li><li>Harel, N., Lin, J., Moeller, S., Ugurbil, K., Yacoub, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+imaging-histological+study+of+cortical+laminar+specificity+of+fMRI+signals.">Combined imaging-histological study of cortical laminar specificity of fMRI signals.</a> NeuroImage. 29, 879-887 (2006).</li><li>Duong, T. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microvascular+BOLD+contribution+at+4+and+7+T+in+the+human+brain:+gradient-echo+and+spin-echo+fMRI+with+suppression+of+blood+effects.">Microvascular BOLD contribution at 4 and 7 T in the human brain: gradient-echo and spin-echo fMRI with suppression of blood effects.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 1019-1027 (2003).</li><li>Lee, S. P., Silva, A. C., Ugurbil, K., Kim, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion-weighted+spin-echo+fMRI+at+9.4+T:+microvascular/tissue+contribution+to+BOLD+signal+changes.">Diffusion-weighted spin-echo fMRI at 9.4 T: microvascular/tissue contribution to BOLD signal changes.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 42, 919-928 (1999).</li><li>Uludag, K., Muller-Bierl, B., Ugurbil, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrative+model+for+neuronal+activity-induced+signal+changes+for+gradient+and+spin+echo+functional+imaging.">An integrative model for neuronal activity-induced signal changes for gradient and spin echo functional imaging.</a> NeuroImage. 48, 150-165 (2009).</li><li>Yacoub, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin-echo+fMRI+in+humans+using+high+spatial+resolutions+and+high+magnetic+fields.">Spin-echo fMRI in humans using high spatial resolutions and high magnetic fields.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 655-664 (2003).</li><li>Keilholz, S. D., Silva, A. C., Raman, M., Merkle, H., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+the+rodent+somatosensory+pathway+using+multislice+echo+planar+imaging.">Functional MRI of the rodent somatosensory pathway using multislice echo planar imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 55, 316-324 (2006).</li><li>Keilholz, S. D., Silva, A. C., Raman, M., Merkle, H., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+the+rodent+somatosensory+pathway+using+multislice+echo+planar+imaging.">Functional MRI of the rodent somatosensory pathway using multislice echo planar imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 52, 89-99 (2004).</li><li>Goloshevsky, A. G., Silva, A. C., Dodd, S. J., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BOLD+fMRI+and+somatosensory+evoked+potentials+are+well+correlated+over+a+broad+range+of+frequency+content+of+somatosensory+stimulation+of+the+rat+forepaw.">BOLD fMRI and somatosensory evoked potentials are well correlated over a broad range of frequency content of somatosensory stimulation of the rat forepaw.</a> Brain Research. 1195, 67-76 (2008).</li><li>Kida, I., Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulus+frequency+dependence+of+blood+oxygenation+level-dependent+functional+magnetic+resonance+imaging+signals+in+the+somatosensory+cortex+of+rats.">Stimulus frequency dependence of blood oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging signals in the somatosensory cortex of rats.</a> Neuroscience Research. 62, 25-31 (2008).</li><li>Poirier, C., Boumans, T., Verhoye, M., Balthazart, J., Van der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Own-song+recognition+in+the+songbird+auditory+pathway:+selectivity+and+lateralization.">Own-song recognition in the songbird auditory pathway: selectivity and lateralization.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 29, 2252-2258 (2009).</li><li>Poirier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Own+song+selectivity+in+the+songbird+auditory+pathway:+suppression+by+norepinephrine.">Own song selectivity in the songbird auditory pathway: suppression by norepinephrine.</a> PloS ONE. 6, e20131 (2011).</li><li>Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M., Trinath, T., Oeltermann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiological+investigation+of+the+basis+of+the+fMRI+signal.">Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal.</a> Nature. 412, 150-157 (2001).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

In diesem Bericht beschreiben wir ein optimiertes Protokoll für die detaillierte in vivo Charakterisierung der neuronalen Substrate Hörstimulation in narkotisierten Zebrafinken. Im Einklang mit dem Protokoll vorgestellt, die Mehrheit der funktionelle Hirnaktivität Studien bei Tieren mit BOLD fMRI, betäuben die Tiere während der Erfassung. Ausbildung Tiere, um sie mit dem Magneten Umwelt und den Scanner Lärm während der Studienzeiten zu gewöhnen ist auch möglich, aber sehr z...

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of the reagent/equipment</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue number</td>
 <td>Comments </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isoflurane anaesthetic</td>
 <td>Isoflo</td>
 <td>05260-05</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PC-Sam hardware/software</td>
 <td>SA-Instruments</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.i4sa.com" target="_blank">http://www.i4sa.com</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Monitoring and gating system</td>
 <td></td>
 <td>1025</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MR-compatible small rodent heater system</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Model 1025 compatible</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Rectal temperature probe</td>
 <td></td>
 <td>RTP-102B</td>
 <td>7'', 0.044'' </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>7T MR scanner</td>
 <td>Bruker Biospin</td>
 <td>PHS 70/16 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Paravision software</td>
 <td></td>
 <td>5.1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gradient Insert</td>
 <td></td>
 <td>BGA9S</td>
 <td>400 mT/m, 300A, 500V</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gradient Amplifiers</td>
 <td>Copley Co., USA</td>
 <td>C256</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Transmit resonators</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Inner diameter: 72 mm, transmit only, active decoupled</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Receiver antenna - 20 mm quadrature Mouse Head</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Receive only, active decoupled</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>WaveLab software</td>
 <td>Steinberg</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Praat software</td>
 <td>Paul Boersma, University of Amsterdam</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.praat.org" target="_blank">http://www.praat.org</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Non-magnetic dynamic speakers</td>
 <td>Visation, Germany</td>
 <td>HK 150</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Fiber optic microphone</td>
 <td>Optoacoustics, </td>
 <td>Optimic 1160</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sound amplifier</td>
 <td>Phonic corporation</td>
 <td>MM 1002a</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Presentation software</td>
 <td>Neurobehavioral Systems Inc.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MRIcro</td>
 <td>Chris Rorden</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/" target="_blank">http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Statistical Parametric Mapping (SPM)</td>
 <td>Welcome Trust Centre for Neuroimaging</td>
 <td>8</td>
 <td><a href="http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/" target="_blank">http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/</a></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

functional magnetic resonance imaging (fmri) with auditory stimulation in songbirds

Die Neurobiologie der Vögel, als Modell für menschliche Sprache ist ein ausgeprägter Bereich der Forschung in Behavioral Neuroscience. Während erlauben Elektrophysiologie und molekulare Ansätze die Untersuchung entweder verschiedene Reize auf wenige Neuronen oder einem Stimulus in großen Teilen des Gehirns, Blutoxygenierung pegelabhängigen (BOLD) funktioneller Kernspintomographie (fMRI) ermöglicht die Kombination beider Vorteile, dh die neuronale Aktivierung vergleichen induziert durch verschiedene Reize im gesamten Gehirn auf einmal. fMRI bei Singvögeln ist wegen der geringen Größe ihres Gehirns und weil ihre Knochen herausfordernd und vor allem ihre Schädel umfassen zahlreiche Hohlräume, induzieren wichtig Suszeptibilitätsartefakte. Gradient-Echo (GE) BOLD fMRI wurde erfolgreich an Singvögeln 1-5 (für einen Überblick siehe 6). Diese Studien über die primären und sekundären auditorischen Hirnarealen, die Regionen, die frei von Suszeptibilitätsartefakte sind konzentriert. Da jedoch proczesse von Interesse kann über diesen Regionen auftreten, wird BOLD fMRI ganze Gehirn erforderlich unter Verwendung eines MRT-Sequenz weniger anfällig für diese Artefakte. Dies kann durch Spin-Echo (SE) BOLD fMRI 7,8 erreicht werden. In diesem Artikel beschreiben wir, wie man diese Technik in Zebrafinken (Taeniopygia guttata), die kleinen Singvögel mit einem Körpergewicht von 15-25 g ausgiebig in Verhaltens-Neurowissenschaften der Vögel untersucht wurden, sind zu verwenden. Das Hauptthema der fMRT-Studien auf Singvögel ist Song Wahrnehmung und Lernen Song. Die auditive Natur der Reize mit der schwachen BOLD Empfindlichkeit SE (im Vergleich zu GE) basierte fMRI Sequenzen macht die Umsetzung dieser Technik sehr anspruchsvoll kombiniert.

<html> Wir hier visuell eine optimierte Abfolge von Verfahren für eine erfolgreiche Darstellung von neuronalen Substrate auditive Reize im Gehirn Zebrafinken vorgestellt. Erstens kann das beschriebene Verfahren zur Herstellung der akustischen Reize führt Reize, kann in einen EIN / AUS-Block Paradigma (2) aufzunehmen und die normalisiert sind, um mögliche Unterschiede in Schalldruckpegel, die eine unterschiedliche Antwort im Gehirn hervorrufen könnte beseitigen . Nach der Vorbereitung des Zebrafinken ...

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Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

Dieser Artikel zeigt ein optimiertes Verfahren zur Abbildung der neuronalen Substrate der auditiven Stimulation im Gehirn mit Hilfe der funktionellen Singvogel Magnetic Resonance Imaging (fMRI). Es beschreibt die Herstellung der akustischen Stimuli, die Positionierung des Motivs und der Erwerb und die anschließende Analyse der fMRI-Daten.

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) mit Auditive Stimulation in Singvögel

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

18.0K Aufrufe.  University of Antwerp. Dieser Artikel zeigt ein optimiertes Verfahren zur Abbildung der neuronalen Substrate der auditiven Stimulation im Gehirn mit Hilfe der funktionellen Singvogel Magnetic Resonance Imaging (fMRI). Es beschreibt die Herstellung der akustischen Stimuli, die Positionierung des Motivs und der Erwerb und die anschließende Analyse der fMRI-Daten.

Serie: Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

Besten gegenwärtigen Praxis zur Gewinnung von High Quality EEG Daten während Gleichzeitige fMRI

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

Forschung

Verhalten

Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing children discomfort. To accomplish this we developed a dual channel, time and strength calibrated air puff stimulator that allows both tactile stimulation and sham control. We combined this with the use of event-related potential methodology to allow for high temporal resolution of signals from the primary and secondary somatosensory cortices as well as higher order processing. This methodology also allowed us to measure a multisensory response to auditory-tactile stimulation.

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess infants and children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds, and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing discomfort in vulnerable patients.

Quantitative Bewertung der kortikalen Auditory-taktile Verarbeitung bei Kindern mit Behinderungen

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. Researchers have used single-pulse and repetitive TMS to stimulate the lip representation in the motor cortex. The excitability of the lip motor representation can be investigated by applying single TMS pulses over this cortical area and recording TMS-induced motor evoked potentials (MEPs) via electrodes attached to the lip muscles (electromyography; EMG). Larger MEPs reflect increased cortical excitability. Studies have shown that excitability increases during listening to speech as well as during&#160;viewing speech-related movements. TMS can be used also to disrupt the lip motor representation. A 15-min train of low-frequency sub-threshold repetitive stimulation has been shown to suppress motor excitability for a further 15-20 min. This TMS-induced disruption of the motor lip representation impairs subsequent performance in demanding speech perception tasks and modulates auditory-cortex responses to speech sounds. These findings are consistent with the suggestion that the motor cortex contributes to speech perception. This article describes how to localize the lip representation in the motor cortex and how to define the appropriate stimulation intensity for carrying out both single-pulse and repetitive TMS experiments.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception.&#160; This article describes how to record motor evoked potentials (MEPs) from the lip muscles and how to disrupt the motor lip representation using repetitive TMS.

Förderung der Lip Motor Cortex mit Transkranielle Magnetstimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp to manipulate cortical excitability and, consequently, behavior and brain function. In the last decade, numerous studies have addressed short-term and long-term effects of tDCS on different measures of behavioral performance during motor and cognitive tasks, both in healthy individuals and in a number of different patient populations. So far, however, little is known about the neural underpinnings of tDCS-action in humans with regard to large-scale brain networks. This issue can be addressed by combining tDCS with functional brain imaging techniques like functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electroencephalography (EEG).
In particular, fMRI is the most widely used brain imaging technique to investigate the neural mechanisms underlying cognition and motor functions. Application of tDCS during fMRI allows analysis of the neural mechanisms underlying behavioral tDCS effects with high spatial resolution across the entire brain. Recent studies using this technique identified stimulation induced changes in task-related functional brain activity at the stimulation site&#160;and also in more distant brain regions, which were associated with behavioral improvement. In addition, tDCS administered during resting-state fMRI allowed identification of widespread changes in whole brain functional connectivity.
Future studies using this combined protocol should yield new insights into the mechanisms of tDCS action in health and disease and new options for more targeted application of tDCS in research and clinical settings. The present manuscript describes this novel technique in a step-by-step fashion, with a focus on technical aspects of tDCS administered during fMRI.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique. It has successfully been used in basic research and clinical settings to modulate brain function in humans. This article describes the implementation of tDCS and simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI), to investigate the neural basis of tDCS effects.

Transkranielle Gleichstromstimulation und Simultan Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp ...

Transcranial Magnetic Stimulation for Investigating Causal Brain-behavioral Relationships and their Time Course

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily disrupt information processing in a brain region, generating a short-lived &#8220;virtual lesion.&#8221; Stimulation that interferes with task performance indicates that the affected brain region is necessary to perform the task normally. In other words, unlike neuroimaging methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) that indicate correlations between brain and behavior, TMS can be used to demonstrate causal brain-behavior relations. Furthermore, by varying the duration and onset of the virtual lesion, TMS can also reveal the time course of normal processing. As a result, TMS has become an important tool in cognitive neuroscience. Advantages of the technique over lesion-deficit studies include better spatial-temporal precision of the disruption effect, the ability to use participants as their own control subjects, and the accessibility of participants. Limitations include concurrent auditory and somatosensory stimulation that may influence task performance, limited access to structures more than a few centimeters from the surface of the scalp, and the relatively large space of free parameters that need to be optimized in order for the experiment to work. Experimental designs that give careful consideration to appropriate control conditions help to address these concerns. This article illustrates these issues with TMS results that investigate the spatial and temporal contributions of the left supramarginal gyrus (SMG) to reading.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a technique for non-invasively disrupting neural information processing and measuring its effect on behavior. When TMS interferes with a task, it indicates that the stimulated brain region is necessary for normal task performance, allowing one to systematically relate brain regions to cognitive functions.

Transkranielle Magnetstimulation zur Untersuchung Kausal Brain-Verhaltens-Beziehungen und deren Zeitverlauf

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily ...

Transferring Cognitive Tasks Between Brain Imaging Modalities: Implications for Task Design and Results Interpretation in fMRI Studies

As cognitive neuroscience methods develop, established experimental tasks are used with emerging brain imaging modalities. Here transferring a paradigm (the visual oddball task) with a long history of behavioral and electroencephalography (EEG) experiments to a functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiment is considered. The aims of this paper are to briefly describe fMRI and when its use is appropriate in cognitive neuroscience; illustrate how task design can influence the results of an fMRI experiment, particularly when that task is borrowed from another imaging modality; explain the practical aspects of performing an fMRI experiment. It is demonstrated that manipulating the task demands in the visual oddball task results in different patterns of blood oxygen level dependent (BOLD) activation. The nature of the fMRI BOLD measure means that many brain regions are found to be active in a particular task. Determining the functions of these areas of activation is very much dependent on task design and analysis. The complex nature of many fMRI tasks means that the details of the task and its requirements need careful consideration when interpreting data. The data show that this is particularly important in those tasks relying on a motor response as well as cognitive elements and that covert and overt responses should be considered where possible. Furthermore, the data show that transferring an EEG paradigm to an fMRI experiment needs careful consideration and it cannot be assumed that the same paradigm will work equally well across imaging modalities. It is therefore recommended that the design of an fMRI study is pilot tested behaviorally to establish the effects of interest and then pilot tested in the fMRI environment to ensure appropriate design, implementation and analysis for the effects of interest.

Transferring a paradigm with a history of use in EEG experiments to an fMRI experiment is considered. It is demonstrated that manipulating the task demands in the visual oddball task resulted in different patterns of BOLD activation and illustrated how task design is crucial in fMRI experiments.

Übertragen kognitiven Aufgaben zwischen Gehirnbildgebende Verfahren: Implikationen für die Aufgabengestaltung und Ergebnisse Interpretation in fMRT-Studien

As cognitive neuroscience methods develop, established experimental tasks are used with emerging brain imaging modalities. Here transferring a paradigm ...

Design and Implementation of an fMRI Study Examining Thought Suppression in Young Women with, and At-risk, for Depression

Ruminative brooding is associated with increased vulnerability to major depression. Individuals who regularly ruminate will often try to reduce the frequency of their negative thoughts by actively suppressing them. We aim to identify the neural correlates underlying thought suppression in at-risk and depressed individuals. Three groups of women were studied; a major depressive disorder group, an at-risk group (having a first degree relative with depression) and controls. Participants performed a mixed block-event fMRI paradigm involving thought suppression, free thought and motor control periods. Participants identified the re-emergence of &#8220;to-be-suppressed&#8221; thoughts (&#8220;popping&#8221; back into conscious awareness) with a button press. During thought suppression the control group showed the greatest activation of the dorsolateral prefrontal cortex, followed by the at-risk, then depressed group. During the re-emergence of intrusive thoughts compared to successful re-suppression of those thoughts, the control group showed the greatest activation of the anterior cingulate cortices, followed by the at-risk, then depressed group. At-risk participants displayed anomalies in the neural regulation of thought suppression resembling the dysregulation found in depressed individuals. The predictive value of these changes in the onset of depression remains to be determined.

We aim to identify the neural correlates underlying sustained and transient thought suppression, and thought re-emergence in controls, at-risk and depressed individuals. Activation was greatest for controls compared to the at-risk and the depressed group in the dorsolateral prefrontal cortex during thought suppression and anterior cingulate cortex during thought re-emergence.

Entwurf und Implementierung einer fMRI Studie, Gedankenunterdrückung in junge Frauen mit und at-Risk für Depression

Ruminative brooding is associated with increased vulnerability to major depression. Individuals who regularly ruminate will often try to reduce the ...

Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential therapeutic effects. Brain excitability is non-invasively modulated by rTMS, and rTMS to the language areas has proved its potential effects on treatment of aphasia. In our protocol, we aim to artificially induce virtual aphasia in healthy subjects by inhibiting Brodmann area 44 and 45 using neuronavigational TMS (nTMS), and F3 of the International 10-20 EEG system for conventional TMS (cTMS). To measure the degree of aphasia, changes in reaction time to a picture naming task pre- and post-stimulation are measured and compare the delay in reaction time between nTMS and cTMS. Accuracy of the two TMS stimulation methods is compared by averaging the Talairach coordinates of the target and the actual stimulation. Consistency of stimulation is demonstrated by the error range from the target. The purpose of this study is to demonstrate use of nTMS and to describe the benefits and limitations of the nTMS compared to those of cTMS.

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Neuronavigation geführte Repetitive transkranielle Magnetstimulation für Aphasie

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential ...

Treating Clinical Depression with Repetitive Deep Transcranial Magnetic Stimulation Using the Brainsway H1-coil

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses electromagnetic coils to stimulate areas of the brain non-invasively. Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) with the Brainsway H1-coil system specifically is a type of rTMS indicated for treating patients with major depressive disorder (MDD) who are resistant to medication. The unique H1-coil design of this device is able to stimulate neuronal pathways that lie deeper in the targeted brain areas than those reached by conventional rTMS coils. dTMS is considered to be low-risk and well tolerated, making it a viable treatment option for people who have not responded to medication or psychotherapy trials for their depression.
Randomized, sham-control studies have demonstrated that dTMS produces significantly greater improvement in depressive symptoms than sham dTMS treatment in patients with major depression that has not responded to antidepressant medication. In this paper, we will review the methodology for treating major depression with dTMS using an H1-coil.

Here we present a protocol outlining the methodology for treatment of Major Depressive Disorder using the deep Transcranial Magnetic Stimulation (dTMS) system.

Die Behandlung von Depressionen mit Repetitive Tiefe Transkranielle Magnetstimulation Mit der Brainsway H1-Spule

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses ...

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, which is unlike the protocols used for human subjects. We report a successful application of rTMS to the unilateral hemisphere of rat brain. The rTMS was delivered with a low-frequency (1 Hz), high-frequency (20 Hz), or sham stimulation protocol to one side of the brain by using a small 25-mm figure-8 coil. We placed the center of the coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulated the coil 45&#176; to the ground to minimize a potential direct effect of rTMS on the contralateral cortex. We also used an in-house water cooling system to enable repetitive magnetic stimulation for more than 20 min, even at a 20-Hz stimulation frequency. Increases in the transcriptions of immediate early genes (Arc, Junb, and Egr2) were greater after rTMS than after sham stimulation. After 5 consecutive days of 20-min 1-Hz rTMS, bdnf mRNA expression was significantly higher in stimulated cortex than in contralateral side. The model presented herein will elucidate the molecular mechanisms of rTMS by allowing analysis of the inter-hemispheric difference in its effect.

We applied repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the unilateral hemisphere of rat brain, by placing a 25-mm figure-8 coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulating the coil by 45&#176;. An in-house water cooling system was used for rTMS for more than 20 min.

Repetitive transkranielle Magnetstimulation auf die Einseitige Hemisphäre von Rattenhirn

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...