This research was supported by funds to FD. MM was supported by an IGERT Fellowship under National Science Foundation Grant No. 0903622. The authors wish to thank the Dolcos Lab members for assistance with data collection and preparation.

1. Amígdala <ol><li> Anterior Rebanadas de la AMY <ol><li> Identificar la primera rebanada del AMY en la que aparece inicialmente la ínsula limen, donde la conexión de la sustancia blanca entre los lóbulos frontales y temporales es continua y visible 30. En la vista coronal, utilice el haz angular que el borde inferolateral del AMY. </li><li> Localice el quiasma óptico como un punto de referencia para la aparición del AMY. Utilice la axial y sagital para distinguir el AMY en sus primeras rebanadas del uncus circundante. Siga el blanco tracto importa alrededor del AMY en la vista axial para excluir el área entorrinal 32. </li><li> Mover posteriormente, identificar la primera rebanada en el que la comisura anterior es continua a lo largo de ambos hemisferios 28, donde el Amy es visible en su forma típica. Trace el AMY sentido antihorario utilizando el surco entorrinal como la frontera superomedial, la línea imaginaria desde el fondo del sulcu semianulars a lo largo de la materia blanca a la punta inferior de la AMY como de la frontera inferomedial, el vástago temporal como el borde lateral, y de vuelta al surco entorrinal para completar el rastreo de 31. </li></ol></li><li> Posterior Rebanadas de la AMY <ol><li> Tenga en cuenta que en este nivel, tanto en el AMY y HC son visibles en el mismo segmento (s). </li><li> Todavía en la vista coronal, identificar la última rebanada de la AMY donde la estructura es superior a la extensión medial de la asta temporal del ventrículo lateral 36 (o el alveus si el ventrículo no está presente) y lateral a la circunvolución uncinado, la protuberancia del jefe de la HC. Compruebe las vistas sagital y axial para el seguimiento preciso y consistente. </li><li> Dibuje una línea imaginaria desde el fondo del surco circular inferior de la ínsula en el tracto óptico como el borde superior de la AMY 31, que también lo diferencia de la materia gris del globo pálido y el putamen. </li><li> Trazala circunvolución semilunares como la frontera superomedial y excluyen la circunvolución uncinate 32. Utilice el asta inferior del ventrículo lateral y el tallo temporal para la delimitación lateral. </li></ol></li><li> Rebanadas consecutivas del AMY en dirección anterior-posterior <ol><li> Sistemáticamente rastrear la rebanada rebanada por AMY utilizando las directrices pertinentes anteriores. En la parte anterior de la AMY, utilizar los mismos límites que para el más anterior rebanada; Por el contrario, en la parte posterior de la AMY, utilizar los mismos límites que para la rebanada más posterior. </li><li> Seguir empleando las vistas axiales y sagitales para ayudar a definir y refinar aún más las fronteras del AMY. </li></ol></li></ol> 2. Hippocampus <ol><li> La localización de la HC <ol><li> Comienza trazando el HC cuando el cuerno temporal del ventrículo lateral aparece a lo largo de la frontera inferolateral del AMY. Si el cuerno temporal del ventrículo lateral ya está presente en rodajas anteriores, tenga en cuenta que the inicio de la HC se indica a continuación, por el cuerno temporal del ventrículo lateral del agrandamiento y estiramiento superolateralmente. </li><li> Poner fin a la localización de la HC con su última aparición inferomedial al trígono del ventrículo lateral 31. Siempre utilice los puntos de vista alternativos para ayudar a localizar el HC y sus fronteras. </li></ol></li><li> Definiciones de Frontera de la HC <ol><li> Delinear el HC lateral contra el cuerno temporal. En los casos en que el cuerno temporal del ventrículo lateral no es lo suficientemente perceptible, excluir a una fila de voxels de la segmentación para denotar ella. </li><li> Inferiormente, utilizar el paquete rectangular (o su extensión imaginaria) a la cavidad ventricular para separar la HC de la PHG. Utilice la alveus junto con la fimbria como el borde superior. Trace la HC utilizando las mismas definiciones en todas partes. </li><li> Además, incluirá la subiculum en la segmentación tal que raya en sentido medial del asunto bulto blanco del PHG, alinea superiormentecon la curva de la Uncus, y se extiende principalmente horizontalmente desde el HC 37. Rastreo posteriormente, mantener estas definiciones hasta el surco calcarina interviene. </li></ol></li><li> Tomando nota de las Divisiones de la HC <ol><li> Tenga en cuenta que la HC se puede dividir en tres segmentos: cabeza, cuerpo y cola. </li><li> Utilice la aparición del ápice uncal para marcar la transición de la cabeza al cuerpo HC HC, y el rápido ascendente y la expansión de tamaño, que normalmente coincide con la aparición de la crus del fondo de saco, para significar la aparición de la cola de HC 23,30,38. </li></ol></li><li> Preste especial atención al trazar las siguientes estructuras. <ol><li> Incluya el uncus posterior en la segmentación. </li><li> Omita el plexo coroideo encima del alveus de la segmentación en los cortes coronales, aunque esto puede no ser posible en las imágenes de baja resolución. </li><li> Refiérase a los dos puntos de vista alternativos para evitar la inclusión de la cola de la cAudate y el pulvinar en la cara superior de la cola HC. </li><li> Evitar la inclusión de la circunvolución fascicular observando su aparición en el nivel de la crus de el fondo de saco, donde inicialmente se separa de la cola del hipocampo por el cinerea Fasciola y más posteriormente se convierte en la materia gris superior al surco calcarina 32. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig2highres.jpg" width="400" /> Figura 2. Un corte sagital representante del MTL trazado utilizando el protocolo actual, que muestra su posición actual en el cerebro, y las posiciones relativas entre sus principales estructuras, es decir, el AMY (rojo), el HC (azul), la República Popular China (amarillo), la ERC (rosa), y la atención primaria de salud (verde). 3. Circunvolución del hipocampo <ol><li> Tomando nota de las Divisiones del PHG <ol><li> Tenga en cuenta que la ca PHGn puede dividir en dos segmentos principales: el PHG anterior (es decir, la República Popular China y ERC), y el PHG posterior (es decir, la atención primaria de salud). </li><li> Tenga en cuenta que en el segmento anterior, la República Popular China aparece antes que el ERC, y flanquea lateralmente a través de todo su curso. </li><li> Después de que desaparezca la ERC, tenga en cuenta que la República Popular China subsume su lugar en el PHG y continúa durante 3 mm. </li><li> Más allá de este segmento, rastrear la posterior PHG, donde el APS se hace cargo de la anchura de la PHG hasta que su extremo 30. </li></ol></li><li> Anterior Rebanadas de la PHG <ol><li> Defina la primera rebanada de la República Popular China con la aparición de la CS 25,39. Antes de la aparición de la ERC, rastrear la República Popular China desde el borde medial de la orilla lateral de la CS a la del fondo de ojo lateral de la circunvolución de Schwalbe, o que de el uno medial si dos circunvoluciones de Schwalbe están presentes, o el punto medio de la superficie dorsal temporopolar en ausencia de esta circunvolución 25,39. </li><li> Comience a rastrear el mm a ERC 5nterior al limen ínsula 40,41. </li><li> Continuar trazando el ERC usando el fondo del surco temporopolar medial como el extremo superior de 40, y el fondo del surco semi-anular después de que aparezca la AMY, o el punto donde la extensión imaginaria del haz angular cumple la cavidad ventricular si el surco es semianular indistinguibles 25. Tenga en cuenta que se extiende inferiormente para satisfacer la cavidad ventricular o la superficie pial directamente. </li><li> La frontera entre la República Popular China y de la ERC puede variar de rebanada de cortar. <ol><li> Cuando el CS es profunda (≥ 1,5 cm), traza la República Popular China desde el borde medial de la margen medial de este surco, hasta el punto medio de su margen lateral 25. </li><li> En los casos con un CS regular (profundidad de 1-1,5 cm), rastrear la República Popular China como la zona desde el punto medio del banco medial del surco colateral para el extremo medial del banco lateral del surco 25. </li><li> Con un &lt;em&gt; CS poco profunda (&lt;1 cm), trazas de la República Popular China desde el fondo de ojo de este surco con el punto medio de la corona de la circunvolución fusiforme 25. </li></ol></li><li> Cuando la CS se interrumpe, por lo general a nivel del ápice uncal, por un pequeño giro que salen de su fondo de ojo, la República Popular China a rastrear el fondo del surco lateral 25. Incluir o excluir la materia blanca de acuerdo con la meta para el retorno de la inversión. </li><li> Trace el ERC hasta 1,5 mm posterior al ápice uncal, o el extremo de la circunvolución intralimbicus 42. </li><li> Amplíe el trazado de la República Popular China en sentido medial a ocupar el lugar de la ERC después de su terminación, en donde las definiciones de esta última siendo de aplicación hasta 4,5 mm por detrás del ápice uncal, o al final del giro intralimbicus 42. La República Popular China es sustituido luego por el PHC 25,30. </li></ol></li><li> Posterior Rebanadas de la PHG <ol><li> Comience a rastrear la APS en la posterior división hasta el final de la República Popular China, hasta 4 mm posterior a tque termina de la cola HC 32. Definiciones alternativas de la literatura se describen en la sección de Discusión. Una vez más, incluir o excluir de la materia blanca en función del objetivo. </li><li> Delinear la APS utilizando el mismo método descrito en la parte posterior de la República Popular China después de la desaparición de la ERC. También utilice la sustancia blanca del cíngulo como el borde superior una vez que aparece. Continuar el rastreo de esta manera hasta la aparición del surco calcarina, que restringe la APS superomedialmente para el borde inferior del surco 30. </li><li> En caso de que un mini-surco aparece antes de la aparición del surco calcarina, incluirlo en la segmentación, pero sea cauteloso en diferenciándolo del surco calcarina. </li></ol></li></ol>

The authors have no conflicts of interest to declare.

Tradicionalmente, la segmentación manual se ha considerado el estándar de oro por muchos investigadores. Sin embargo, una delimitación precisa de las estructuras individuales se ha complicado por la morfología muy variable de las estructuras MTL, y por los contrastes de resonancia magnética por lo general débiles de estas estructuras contra las zonas circundantes de tejido y no neurales neural. Históricamente, ha habido descripciones conflictivas en la literatura para algunas estructuras MTL. En algunos casos de ...

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.
The references were updated from:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D. &amp; Smith, E. E. Neuroimaging studies of working memory: a meta-analysis. Cognitive, Affective &amp; Behavioral Neuroscience. 3(4), 255-274 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>Scheltens, Ph, et al. Atrophyofmedialtemporallobeson MRIin 'probable' Alzheimer's disease and normal ageing: diagnostic value and neuropsychological correlates. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 55(10), 967-972, (1992).</li>
</ol>
to:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D., Phan, K. L., Liberzon, I., &amp; Taylor, S. F. Valence, gender, and lateralization of functional brain anatomy in emotion: a meta-analysis of findings from neuroimaging. Neuroimage. 19 (3), 513-31, doi:10.1016/S1053-8119(03)00078-8 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>de Leon, M. J. et al. Imaging and CSF studies in the preclinical diagnosis of Alzheimer's disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 1097, 114-145, doi:10.1196/annals.1379.012 (2007).</li>
</ol>
Table 1 had its legend updated from:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has underestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and Intracranial volume (ICV). For this subject, ICV = 1446616.73 mm3.
to:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has misestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and ICV. For this subject, ICV = 1599482.11 mm3. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50991/50991table1.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.

Erratum: A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

El lóbulo temporal medial (MTL), una zona putativa del más alto nivel de integración de la información sensorial 1, ha sido un tema frecuente de análisis específicos. Por ejemplo, el hipocampo y las áreas del hipocampo asociados se han estudiado ampliamente en la investigación de la memoria 2-5. Además, el papel de la amígdala se ha destacado con frecuencia en investigaciones que examinen procesamiento de las emociones y las interacciones emoción-cognición 6-11. Recientemente, varias regiones MTL también han sido objeto de atención en el emergente campo de la neurociencia de la personalidad, que une la estructura y función de estas y otras regiones del cerebro a la variación individual en rasgos de personalidad 12. La evaluación de la anatomía y función de las estructuras MTL puede ser importante para facilitar el diagnóstico de las enfermedades degenerativas que se pueden producir anomalías estructurales y funcionales específicos en diferentes estructuras MTL. Por ejemplo, en la enfermedad de Alzheimer (EA), una significativatrofeo de la corteza entorrinal y el hipocampo se puede observar 13,14, y la atrofia del hipocampo puede predecir la transición de deterioro cognitivo leve a AD 15. Algoritmos de segmentación automáticos han vuelto populares para la segmentación de las estructuras corticales y subcorticales, pero como con cualquier herramienta, estos programas encontrarán inevitablemente errores en algunos casos. En tales casos, un investigador debe estar equipado con los conocimientos y directrices para reconocer los límites anatómicos de las estructuras MTL. La tendencia en la literatura existente es dirigirse a las subregiones MTL individuales 16-21, con muchos protocolos que tienden a centrarse en el hipocampo 16-19. A diferencia de la mayoría de las guías publicadas disponibles para el rastreo MTL, el presente protocolo proporciona un amplio conjunto de directrices que permitan la localización clara de todas las subregiones MTL. Se describen las pautas de rastreo para las siguientes estructuras MTL: la amígdala (AMI), el hipocampo (HC), la corteza perirrinal (PRC), la corteza entorrinal (ERC), y la corteza del hipocampo (APS). El AMY y la HC se trazan primero, y luego son seguidos por la circunvolución del hipocampo (PHG) estructuras. Tenga en cuenta que el HC término genérico se utiliza aquí para referirse a la formación de HC, que abarca la HC adecuada, el subículo, y el segmento posterior de la Uncus 22-24. Además, observe que la PHG se puede dividir en dos segmentos, la porción anterior y la porción posterior. Dentro de la porción anterior de la PHG, puede ser dividida en el PHG anterior lateral y medial, cuyas áreas corticales corresponden a la República Popular China y de la ERC, respectivamente. El APS, el área cortical de la parte posterior de la PHG, corresponde a la corteza del hipocampo adecuada. Por razones de simplicidad, usaremos los términos PRC y ERC para referirse al PHG anterior lateral y medial, y la atención primaria de salud para referirse a la PHG posterior. El segmentation para cada estructura comienza con una localización aproximada de las fronteras anteriores y posteriores, así como otros puntos de interés relevantes, que es seguido por el trazado real realizado rebanada por rebanada en el plano coronal, en un anterior-posterior/rostro-caudal dirección. En todos los casos, las secciones sagital y axial se siguen de cerca para ayudar a la localización de los límites anatómicos y monumentos. La necesidad de tales directrices de rastreo también se ilustra en las figuras que muestran las posibles diferencias entre la salida de los protocolos de segmentación automática y manual. La ventaja de un protocolo que describe todas las estructuras MTL en el formato visual actual es que las variaciones en la anatomía (por ejemplo, el surco colateral profundidad [CA]) que puede afectar a las definiciones de frontera puede ser descrito en el contexto de la anatomía circundante (por ejemplo, , la República Popular China y ERC bordes medial y lateral varían en ubicación dependiendo de la profundidad de la CS 25 </sarriba&gt;). Esto podría no ser clara o comprensible para un trazador inexperto o un trazador con experiencia que sólo rastrea las estructuras individuales o separados, y hasta donde sabemos, no existe tal directiva visualmente incompleta. El presente protocolo es una presentación explícita de los criterios que utiliza para el rastreo de MTL en una investigación previa identificación de las contribuciones diferenciales de las subregiones MTL en el sentido de aumentar la memoria de la emoción 26, adaptado a las imágenes de resolución más altas del cerebro permitidos por la evolución reciente de resonancia magnética estructural (RM) . El trazado se ilustra en las imágenes obtenidas a partir de un voluntario sano (mujer, 24 años), utilizando un escáner 3T MR. Imágenes anatómicas fueron adquiridos como 3D MPRAGE (TR = 1800 ms, TE = 2,26 ms; FOV = 256 x 256 mm; tamaño de voxel = 1 x 0,5 x 0,5 mm) con un ángulo paralelo adquisición de AC-PC. Si los datos de imagen se adquiere con un ángulo de adquisición diferente, tales como la orientación oblicua, los datos deben ser regridded a una paralela u orientación perpendicular a AC-PC, de manera que las descripciones históricas anatómicas traducen adecuadamente. Las imágenes fueron convertidas a formato NIfTI y la entrada en el software de segmentación 27 para el rastreo manual. Escaneado de datos utilizados en el protocolo actual se recogieron como parte de un estudio que fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional, y el voluntario dado su consentimiento por escrito. Al llamar la información de varios protocolos de trazado independientes para estas estructuras 18-22,28-31, así como de los análisis anatómicos y atlas 23,32,33, el presente protocolo presenta un amplio conjunto de directrices que abordan las inconsistencias en la literatura existente. Complementado por los materiales visuales que se acompañan, se espera que este trabajo para promover la comprensión más clara de las estructuras MTL, y revuelva el interés de la investigación futura en la adopción de la segmentación manual, ya sea como principal método de rastreo MTL o como suplementaciónmétodo ry para la segmentación automática. Al proporcionar una guía precisa, intuitiva y conveniente para la comprensión de la anatomía MTL, este protocolo ayudará a los investigadores a identificar la ubicación de todas las subregiones MTL, con relación a sus estructuras vecinas, incluso cuando sólo algunas estructuras MTL están destinados específicamente para los análisis. Esto no sólo aumentará la precisión de la localización, pero también ayudará a los trazadores a tomar decisiones informadas en los casos de variación morfológica, que es altamente probable que en el MTL. Estas directrices se pueden aplicar a la investigación con RM investigaciones estructurales y / o funcionales del MTL, incluidos los análisis volumétricos y cerebro detección de anomalías, así como los procedimientos de localización de funcional, anatómica y análisis tractographic, en grupos sanos. El presente Protocolo también podría utilizarse para informar a la segmentación de las estructuras MTL para los pacientes (por ejemplo, pacientes con atrofia), si los principales puntos de referencia anatómicos están relativamente preservadas. Rastreo sujeto clínicadatos de s &#39;puede llevar tiempo y esfuerzo adicional, dependiendo de la gravedad de la atrofia y / o cambios anatómicos. Es importante tener en cuenta la distinción entre circunvoluciones y cortezas en la definición de ROI. Anatómicamente, el giro que aquí se refiere tanto a la sustancia blanca y sustancia gris, mientras que la corteza se refiere a la materia gris solamente. Dependiendo del uso previsto de la ROI, segmentaciones pueden incluir la materia blanca o excluye. Recomendamos que el trazado se realiza secuencialmente, subestructura de subestructura, un hemisferio a la vez. Algunos paquetes de software de 34 permitir el seguimiento de las fronteras señaladas en una rebanada de ser pegado en rodajas posteriores, una función que acelera el proceso. Siempre es conveniente hacer referencia al hemisferio oposición, según sea necesario, con el fin de comprobar la coherencia entre las dos partes (por ejemplo, en la detección de puntos de referencia anatómicos). Como alternativa, el trazado en paralelo de las mismas estructuras dentro de los dos hemisferios también se pueden realizar. Sin importar si el trazado es secuencial o en paralelo, una vez que el proceso se haya completado, los trazadores deben a comprobar el resultado final y hacer los ajustes necesarios, haciendo referencia a los dos hemisferios y múltiples vistas en planta. Dependiendo de la experiencia del trazador y la resolución de los datos de las imágenes, la segmentación manual de la MTL de datos sujetos sanos puede tardar 8-10 horas o más, en el caso de un trazador novato, a 3-4 horas, en el caso de un experimentado. <img alt="Figura 1" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig1highres.jpg" width="400" /> Generalidades Figura 1. 3D de la MTL, trazada utilizando el presente protocolo. Estructuras que aparecen aquí son el AMY (rojo), el HC (azul), la República Popular China (amarillo), la CEI (rosa), y la atención primaria de salud (verde) .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="836">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ITK-SNAP</td>
			<td>ITK-SNAP Team at University of Pennsylvania and University of Utah</td>
			<td>ITK-SNAP v2.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FSL</td>
			<td>Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain (FMRIB) Analysis Group</td>
			<td>FSL v4.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">3T Siemens Trio MR Scanner</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>3T Trio</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a comprehensive protocol for manual segmentation of the medial temporal lobe structures

El presente documento describe un protocolo integral de trazado manual del conjunto de las regiones del cerebro que comprende el lóbulo temporal medial (MTL): la amígdala, el hipocampo y las regiones del hipocampo asociadas (perirrinal, entorrinal y del hipocampo propiamente dicho). A diferencia de la mayoría de los protocolos de seguimiento disponibles, por lo general se centra en ciertas áreas MTL (por ejemplo, la amígdala y / o hipocampo), la perspectiva integradora adoptada por las presentes directrices de rastreo permite la localización clara de todas las subregiones MTL. Mediante la integración de la información de una variedad de fuentes, incluyendo los protocolos de rastreo existentes orientación separado diversas estructuras MTL, informes histológicos y atlas del cerebro, y con el complemento de los materiales visuales ilustrativos, el presente protocolo proporciona una guía precisa, intuitiva y conveniente para la comprensión de la anatomía MTL. La necesidad de tales directrices rastreoTambién se pone de relieve mediante la ilustración de las posibles diferencias entre los protocolos de segmentación automática y manual. Este conocimiento puede ser aplicada a la investigación que involucra no sólo a las investigaciones de resonancia magnética estructural sino también colocalización y la señal fMRI extracción estructural-funcional de regiones de interés definidas anatómicamente, en grupos sanos y clínicos por igual.

Ilustración de las posibles diferencias entre la segmentación manual y automática Un modelo 3D de la segmentación manual para el amy, HC, República Popular China, ERC, y APS se muestra en la Figura 1, y una sección sagital de la segmentación se muestra en la Figura 2. Para el propósito de ilustrar las diferencias extremas posibles entre manual y automático trazados, rebanadas de la AMY de un sujeto representativo con la segmentació...

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A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

The present work provides a comprehensive set of guidelines for manually tracing the medial temporal lobe (MTL) structures. This protocol can be applied to research involving structural and/or combined structural-functional magnetic resonance imaging (MRI) investigations of the MTL, in both healthy and clinical groups.

Un protocolo integral para la segmentación manual de las estructuras mediales Temporal Lobe

The present paper describes a comprehensive protocol for manual tracing of the set of brain regions comprising the medial temporal lobe (MTL): amygdala, ...

a-comprehensive-protocol-for-manual-segmentation-medial-temporal-lobe

Research

JoVE Journal

Neuroscience

20.1K vistas.  University of Illinois Urbana-Champaign. The present work provides a comprehensive set of guidelines for manually tracing the medial temporal lobe (MTL) structures. This protocol can be applied to research involving structural and/or combined structural-functional magnetic resonance imaging (MRI) investigations of the MTL, in both healthy and clinical groups.

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The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

El dispositivo de TMS NeuroStar: Realización de la FDA aprobó el Protocolo para el tratamiento de la depresión

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Investigación

Neurociencias

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory bulb1-5. Olfactory information in the external world is transmitted to the antennal lobe by olfactory sensory neurons (OSNs), which segregate to distinct regions of neuropil called glomeruli according to the specific olfactory receptor they express. Here, OSN axons synapse with both local interneurons (LNs), whose processes can innervate many different glomeruli, and projection neurons (PNs), which convey olfactory information to higher olfactory brain regions.
Optical imaging of the activity of OSNs, LNs and PNs in the antennal lobe - traditionally using synthetic calcium indicators (e.g. calcium green, FURA-2) or voltage-sensitive dyes (e.g. RH414) - has long been an important technique to understand how olfactory stimuli are represented as spatial and temporal patterns of glomerular activity in many species of insects6-10. Development of genetically-encoded neural activity reporters, such as the fluorescent calcium indicators G-CaMP11,12 and Cameleon13, the bioluminescent calcium indicator GFP-aequorin14,15, or a reporter of synaptic transmission, synapto-pHluorin16 has made the olfactory system of the fruitfly, Drosophila melanogaster, particularly accessible to neurophysiological imaging, complementing its comprehensively-described molecular, electrophysiological and neuroanatomical properties2,4,17. These reporters can be selectively expressed via binary transcriptional control systems (e.g. GAL4/UAS18, LexA/LexAop19,20, Q system21) in defined populations of neurons within the olfactory circuitry to dissect with high spatial and temporal resolution how odor-evoked neural activity is represented, modulated and transformed22-24.
Here we describe the preparation and analysis methods to measure odor-evoked responses in the Drosophila antennal lobe using G-CaMP25-27. The animal preparation is minimally invasive and can be adapted to imaging using wide-field fluorescence, confocal and two-photon microscopes.

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

We describe an established technique to measure and analyze odor-evoked calcium responses in the antennal lobe of living Drosophila melanogaster.

El calcio de la imagen del olor de respuestas evocadas en el Drosophila Lóbulo antenal

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory ...

Preparation of Parasagittal Slices for the Investigation of Dorsal-ventral Organization of the Rodent Medial Entorhinal Cortex

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of membrane ion channels that determine how they respond to synaptic inputs. However, the relationship between these cellular properties and neuronal function in behaving animals is not well understood. One approach to this problem is to investigate topographically organized neural circuits in which the position of individual neurons maps onto information they encode or computations they carry out1. Experiments using this approach suggest principles for tuning of synaptic responses underlying information encoding in sensory and cognitive circuits2,3.
The topographical organization of spatial representations along the dorsal-ventral axis of the medial entorhinal cortex (MEC) provides an opportunity to establish relationships between cellular mechanisms and computations important for spatial cognition. Neurons in layer II of the rodent MEC encode location using grid-like firing fields4-6. For neurons found at dorsal positions in the MEC the distance between the individual firing fields that form a grid is on the order of 30 cm, whereas for neurons at progressively more ventral positions this distance increases to greater than 1 m. Several studies have revealed cellular properties of neurons in layer II of the MEC that, like the spacing between grid firing fields, also differ according to their dorsal-ventral position, suggesting that these cellular properties are important for spatial computation2,7-10.
Here we describe procedures for preparation and electrophysiological recording from brain slices that maintain the dorsal-ventral extent of the MEC enabling investigation of the topographical organization of biophysical and anatomical properties of MEC neurons. The dorsal-ventral position of identified neurons relative to anatomical landmarks is difficult to establish accurately with protocols that use horizontal slices of MEC7,8,11,12, as it is difficult to establish reference points for the exact dorsal-ventral location of the slice. The procedures we describe enable accurate and consistent measurement of location of recorded cells along the dorsal-ventral axis of the MEC as well as visualization of molecular gradients2,10. The procedures have been developed for use with adult mice (&gt; 28 days) and have been successfully employed with mice up to 1.5 years old. With adjustments they could be used with younger mice or other rodent species. A standardized system of preparation and measurement will aid systematic investigation of the cellular and microcircuit properties of this area.

We describe procedures for preparation and electrophysiological recording from brain slices that maintain the dorsal-ventral axis of the medial entorhinal cortex (MEC). Because neural encoding of location follows a dorsal-ventral organization within the MEC, these procedures facilitate investigation of cellular mechanisms important for navigation and memory.

Preparación de las rebanadas parasagitales para la Investigación de dorsal-ventral Organización de los roedores de corteza entorrinal medial

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of ...

Manual Drainage of the Zebrafish Embryonic Brain Ventricles

Cerebrospinal fluid (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is present during early vertebrate embryonic development and persists throughout life. Adult CSF is thought to cushion the brain, remove waste, and carry secreted molecules1,2. In the adult and older embryo, the majority of CSF is made by the choroid plexus, a series of highly vascularized secretory regions located adjacent to the brain ventricles3-5. In zebrafish, the choroid plexus is fully formed at 144 hours post fertilization (hpf)6. Prior to this, in both zebrafish and other vertebrate embryos including mouse, a significant amount of embryonic CSF (eCSF) is present . These data and studies in chick suggest that the neuroepithelium is secretory early in development and may be the major source of eCSF prior to choroid plexus development7.
eCSF contains about three times more protein than adult CSF, suggesting that it may have an important role during development8,9. Studies in chick and mouse demonstrate that secreted factors in the eCSF, fluid pressure, or a combination of these, are important for neurogenesis, gene expression, cell proliferation, and cell survival in the neuroepithelium10-20. Proteomic analyses of human, rat, mouse, and chick eCSF have identified many proteins that may be necessary for CSF function. These include extracellular matrix components, apolipoproteins, osmotic pressure regulating proteins, and proteins involved in cell death and proliferation21-24. However, the complex functions of the eCSF are largely unknown.
We have developed a method for removing eCSF from zebrafish brain ventricles, thus allowing for identification of eCSF components and for analysis of the eCSF requirement during development. Although more eCSF can be collected from other vertebrate systems with larger embryos, eCSF can be collected from the earliest stages of zebrafish development, and under genetic or environmental conditions that lead to abnormal brain ventricle volume or morphology. Removal and collection of eCSF allows for mass spectrometric analysis, investigation of eCSF function, and reintroduction of select factors into the ventricles to assay their function. Thus the accessibility of the early zebrafish embryo allows for detailed analysis of eCSF function during development.

We present a method to collect cerebrospinal fluid (CSF) and to create a system which lacks CSF within the embryonic zebrafish brain ventricular system. This allows for further examination of CSF composition and its requirement during embryonic brain development.

Drenaje Manual de los ventrículos del cerebro embrionario de pez cebra

Cerebrospinal fluid  (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is  present during early vertebrate embryonic development and ...

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

All organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is especially important in insects, which use their olfactory systems to respond to, and discriminate amongst, complex odor stimuli. These odors elicit behaviors that mediate processes such as reproduction and habitat selection1-3. Additionally, chemical sensing by insects mediates behaviors that are highly significant for agriculture and human health, including pollination4-6, herbivory of food crops7, and transmission of disease8,9. Identification of olfactory signals and their role in insect behavior is thus important for understanding both ecological processes and human food resources and well-being.
	To date, the identification of volatiles that drive insect behavior has been difficult and often tedious. Current techniques include gas chromatography-coupled electroantennogram recording (GC-EAG), and gas chromatography-coupled single sensillum recordings (GC-SSR)10-12. These techniques proved to be vital in the identification of bioactive compounds. We have developed a method that uses gas chromatography coupled to multi-channel electrophysiological recordings (termed 'GCMR') from neurons in the antennal lobe (AL; the insect's primary olfactory center)13,14. This state-of-the-art technique allows us to probe how odor information is represented in the insect brain. Moreover, because neural responses to odors at this level of olfactory processing are highly sensitive owing to the degree of convergence of the antenna's receptor neurons into AL neurons, AL recordings will allow the detection of active constituents of natural odors efficiently and with high sensitivity. Here we describe GCMR and give an example of its use.
	Several general steps are involved in the detection of bioactive volatiles and insect response. Volatiles first need to be collected from sources of interest (in this example we use flowers from the genus Mimulus (Phyrmaceae)) and characterized as needed using standard GC-MS techniques14-16. Insects are prepared for study using minimal dissection, after which a recording electrode is inserted into the antennal lobe and multi-channel neural recording begins. Post-processing of the neural data then reveals which particular odorants cause significant neural responses by the insect nervous system.
	Although the example we present here is specific to pollination studies, GCMR can be expanded to a wide range of study organisms and volatile sources. For instance, this method can be used in the identification of odorants attracting or repelling vector insects and crop pests. Moreover, GCMR can also be used to identify attractants for beneficial insects, such as pollinators. The technique may be expanded to non-insect subjects as well.

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings GCMR in the Insect Antennal Lobe

Olfactory cues mediate many different behaviors in insects, and are often complex mixtures comprised of tens to hundreds of volatile compounds. Using gas chromatography with multi-channel recording in the insect antennal lobe, we describe a method for the identification of bioactive compounds.

La identificación de los compuestos volátiles olfativas utilizando cromatografía de gases-de varias unidades Grabaciones (GCMR) en el lóbulo antenal insectos

All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has been heavily studied. While many imaging studies treat the hippocampus as a single unitary neuroanatomical structure, it is, in fact, composed of several subfields that have a complex three-dimensional geometry. As such, it is known that these subfields perform specialized functions and are differentially affected through the course of different disease states. Magnetic resonance (MR) imaging can be used as a powerful tool to interrogate the morphology of the hippocampus and its subfields. Many groups use advanced imaging software and hardware (&#62;3T) to image the subfields; however this type of technology may not be readily available in most research and clinical imaging centers. To address this need, this manuscript provides a detailed step-by-step protocol for segmenting the full anterior-posterior length of the hippocampus and its subfields: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus (DG), strata radiatum/lacunosum/moleculare (SR/SL/SM), and subiculum. This protocol has been applied to five subjects (3F, 2M; age 29-57, avg. 37). Protocol reliability is assessed by resegmenting either the right or left hippocampus of each subject and computing the overlap using the Dice&#39;s kappa metric. Mean Dice&#39;s kappa (range) across the five subjects are: whole hippocampus, 0.91 (0.90-0.92); CA1, 0.78 (0.77-0.79); CA2/CA3, 0.64 (0.56-0.73); CA4/dentate gyrus, 0.83 (0.81-0.85); strata radiatum/lacunosum/moleculare, 0.71 (0.68-0.73); and subiculum 0.75 (0.72-0.78). The segmentation protocol presented here provides other laboratories with a reliable method to study the hippocampus and hippocampal subfields in vivo using commonly available MR tools.

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The goal of this manuscript is to study the hippocampus and hippocampal subfields using MRI. The manuscript describes a protocol for segmenting the hippocampus and five hippocampal substructures: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus, strata radiatum/lacunosum/moleculare, and subiculum.

Alta resolución<em&gt; En Vivo</em&gt; Protocolo Segmentación Manual for Human hipocampo subcampos Usando 3T Imágenes por Resonancia Magnética

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

A Simple One-step Dissection Protocol for Whole-mount Preparation of Adult Drosophila Brains

There is an increasing interest in using Drosophila to model human brain degenerative diseases, map neuronal circuitries in adult brains, and study the molecular and cellular basis of higher brain functions. A whole-mount preparation of adult brains with well-preserved morphology is critical for such whole brain-based studies, but can be technically challenging and time-consuming. This protocol describes an easy-to-learn, one-step dissection approach of an adult fly head in less than 10 s, while keeping the intact brain attached to the rest of the body to facilitate subsequent processing steps. The procedure helps remove most of the eye and tracheal tissues normally associated with the brain that can interfere with the later imaging step, and also places less demand on the quality of the dissecting forceps. Additionally, we describe a simple method that allows convenient flipping of the mounted brain samples on a coverslip, which is important for imaging both sides of the brains with similar signal intensity and quality. As an example of the protocol, we present an analysis of dopaminergic (DA) neurons in adult brains of WT (w1118) flies. The high efficacy of the dissection method makes it particularly useful for large-scale adult brain-based studies in Drosophila.

A Simple One-step Dissection Protocol for Whole-mount Preparation of Adult Drosophila Brains

The adult Drosophila brain is a valuable system for studying neuronal circuitry, higher brain functions, and complex disorders. An efficient method to dissect whole brain tissue from the small fly head will facilitate brain-based studies. Here we describe a simple, one-step dissection protocol of adult brains with well-preserved morphology.

Un simple de un solo paso para la disección Protocolo Todo el montaje Preparación de adulto<em&gt; Drosophila</emLos cerebros&gt;

There is an increasing interest in using Drosophila to model human brain degenerative diseases, map neuronal circuitries in adult brains, and study the ...

Exposure of the Pig CNS for Histological Analysis: A Manual for Decapitation, Skull Opening, and Brain Removal

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to non-human primates. The large brain size of the pig allows the use of conventional clinical brain imagers and the direct use and testing of neurosurgical procedures and equipment from the human clinic. Further macroscopic and histological analysis, however, requires postmortem exposure of the pig central nervous system (CNS) and subsequent brain removal. This is not an easy task, as the pig CNS is encapsulated by a thick, bony skull and spinal column. The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and the pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

La exposición del cerdo del SNC para el análisis histológico: Un Manual para decapitación, Apertura cráneo, cerebro y Remoción

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in neurocognitive disorders. Despite the popularization of prepulse inhibition (PPI) in recent years, many current protocols promote using a percent of control measure, thereby precluding the assessment of temporal processing. The present study used cross-modal PPI and gap prepulse inhibition (gap-PPI) to demonstrate the benefits of employing a range of interstimulus intervals (ISIs) to delineate effects of sensory modality, psychostimulant exposure, and age. Assessment of sensory modality, psychostimulant exposure, and age reveals the utility of an approach varying the interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function, including increases (sharper curve inflections) or decreases (flattening of the response amplitude curve) in startle amplitude. Additionally, shifts in peak response inhibition, suggestive of a differential sensitivity to the manipulation of ISI, are often revealed. Thus, the systematic manipulation of ISI affords a critical opportunity to evaluate temporal processing, which may reveal the underlying neural mechanisms involved in neurocognitive disorders.

Temporal processing, a preattentive process, may underlie deficits in higher-level cognitive processes, including attention, commonly observed in neurocognitive disorders. Using prepulse inhibition as an exemplar paradigm, we present a protocol for manipulating interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function to provide an assessment of temporal processing.

El poder del Interstimulus intervalo para la evaluación de proceso Temporal en roedores

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Stochastic Noise Application for the Assessment of Medial Vestibular Nucleus Neuron Sensitivity In Vitro

Galvanic vestibular stimulation (GVS) has been shown to improve balance measures in individuals with balance or vestibular impairments. This is proposed to be due to the stochastic resonance (SR) phenomenon, which is defined as application of a low-level/subthreshold stimulus to a non-linear system to increase detection of weaker signals. However, it is still unknown how SR exhibits its positive effects on human balance. This is one of the first demonstrations of the effects of sinusoidal and stochastic noise on individual neurons. Using whole-cell patch clamp electrophysiology, sinusoidal and stochastic noise can be applied directly to individual neurons in the medial vestibular nucleus (MVN) of C57BL/6 mice. Here we demonstrate how to determine the threshold of MVN neurons in order to ensure the sinusoidal and stochastic stimuli are subthreshold and from this, determine the effects that each type of noise has on MVN neuronal gain. We show that subthreshold sinusoidal and stochastic noise can modulate the sensitivity of individual neurons in the MVN without affecting basal firing rates.

Galvanic vestibular stimulation in humans exhibits improvements in vestibular function. However, it is unknown how these effects occur. Here, we describe how to apply sinusoidal and stochastic electrical noise and evaluate appropriate stimulus amplitudes in individual medial vestibular nucleus neurons in the C57BL/6 mouse.

Aplicación de ruido estocástico para la evaluación de la sensibilidad medial de la neurona del núcleo vestibular In Vitro

Galvanic vestibular stimulation (GVS) has been shown to improve balance measures in individuals with balance or vestibular impairments. This is proposed ...