Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) du cortex visuel avec stimulation rétinotopique à grand angle

Résumé

Nous avons développé des techniques pour cartographier la fonction du cortex visuel en utilisant une plus grande partie du champ visuel que ce qui est couramment utilisé. Cette approche a le potentiel d’améliorer l’évaluation des troubles de la vision et des maladies oculaires.

Résumé

L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) à haute résolution dépendant du niveau d’oxygénation du sang rétinotopique (BOLD) avec une présentation large peut être utilisée pour cartographier fonctionnellement le cortex visuel périphérique et central. Cette méthode de mesure des changements fonctionnels du cerveau visuel permet de cartographier fonctionnellement le lobe occipital, stimulant >100° (±50°) ou plus du champ visuel, par rapport aux configurations de présentation visuelle IRMf standard qui couvrent généralement <30° du champ visuel. Un simple système de stimulation à grand champ de vision pour l’IRMf BOLD peut être mis en place à l’aide de projecteurs compatibles IRM courants en plaçant un grand miroir ou un écran près du visage du sujet et en utilisant uniquement la moitié postérieure d’une bobine de tête standard pour fournir un grand angle de vision sans obstruer sa vision. La carte IRMf rétinotopique à large vue peut ensuite être imagée à l’aide de différents paradigmes de stimulation rétinopique, et les données peuvent être analysées pour déterminer l’activité fonctionnelle des régions corticales visuelles correspondant à la vision centrale et périphérique. Cette méthode fournit un système de présentation visuelle pratique et facile à mettre en œuvre qui peut être utilisé pour évaluer les changements dans le cortex visuel périphérique et central dus à des maladies oculaires telles que le glaucome et la perte de vision qui peut les accompagner.

Introduction

L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est une méthode précieuse pour évaluer les changements dans la fonction neurovasculaire régionale dans le cortex visuel en réponse à des stimuli, car les changements dans le flux sanguin régional sont corrélés à l’activation des régions cérébrales ^1,2. Les mesures de signal BOLD (Ticinotopic Bloodation Level Dependent Level-Gradation) à haute résolution représentent les changements dans la désoxyhémoglobine, qui sont entraînés par des changements localisés dans le flux sanguin et l’oxygénation du sang dans le cerveau

Protocole

La recherche avec des participants humains a été réalisée conformément aux directives institutionnelles du Centre des sciences de la santé de l’Université du Texas et de l’Université Stony Brook, avec le consentement éclairé obtenu des participants pour ces études et l’utilisation de leurs données.

1. Mise en place des protocoles d’IRM et d’imagerie

1. Pour l’IRMf, utilisez un scanner IRM 3T avec des bobines de tête de réception multicanaux. Différentes intensités de champ peuvent également être utilisées, mais peuvent présenter des difficultés avec le rapport signal/bruit (SNR) ou les artefacts de distorsion, alors ....

Discussion

Le protocole ci-dessus pour l’utilisation de l’IRMf rétinotopique à large champ de vision est une méthode innovante pour évaluer les effets de la perte de vision et des maladies oculaires sur le cerveau. Grâce à une cartographie rétinotopique à champ large du cortex visuel avec l’utilisation d’un écran à vision plus large, cette approche permet une compréhension plus complète de l’organisation fonctionnelle du système visuel. Cela pourrait conduire à une meilleure compréhension des anomalies du s.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
1/4"-20 nylon machine screws, knurled head thumb screw			to attach rod to PVC frame
1-1/4 inch PVC pipe			length of ~5-10 ft is needed
3T MRI scanner	Siemens
6-32 nylon machine screws, rounded head			to attach mirror/screen to rod
8-channel head array coil	Siemens
90 degree PVC elbow, 1-1/4 inch fitting
Acrylic mirror			Width and length of 25-30cm
Acrylic rod			1 inch width, ~ 2 ft long depening on size of scanner bore and head coil
E-Prime	Psychology Software Tools		to prepare and present visual stimuli paradigms
Plywood sheet, 1/2 inch thick			Size should be at least as large as the scanner bore. Cut as bore-sized frame for the projection screen
Rear projection screen			Size should be at least as large as the scanner bore