חומר זה מבוסס על העבודה נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע תחת גרנט BCS 1063774.

1. פולאר זווית טופוגרפיה הגירוי Psychophysics כדי להשיג את מפת הקוטב זווית retinotopic ב SC, אנו משתמשים טריז 90 ° של נקודות נעים כמו גירוי (אקסצנטריות 2-9 מעלות של זווית הראייה, כלומר נקודה במהירות 4 ° / sec) (איור 1). ידוע כי פעילות SC מוגברת על ידי יישום לב סמויה 5, ולכן אנו משתמשים המשימה תשומת לב הפרדיגמה שלנו להגדיל את האות זמין. על כל ניסוי של 2, נושאים מונחים בחשאי לטפל טריז כולו לבצע משימה אפליה במהירות תוך שמירה על קיבוע. טריז מחולק 2 × 3 מגזרים וירטואליים עם נקודות באחד המגזרים, שנבחרו באופן אקראי על כל ניסוי, נע לאט יותר או מהר יותר מאשר כל הנקודות האחרות. לאחר כל ניסוי, טריז הוא הסתובב סביב 30 ° קיבעון כך גירוי מסתובב באופן מלא עם תקופת 24 שניות. כל סיבוב מורכב 9.5 סיבובים של גירוי (228 שניות), וכן פגישות ניסיוניות כוללים16-18 ריצות. כדי לשמור על רמת ביצועים של הנושא על משימה זו בכל משך זמן של כל סיבוב, הקושי של המשימה מותאמת באמצעות שני דפי נייר באופן אקראי 2-up-1-במורד המדרגות. אחרי כל שני משפטים נכונים עוקבים ההבדל מצטמצם במהירות של 8%, ועל כל משפט לא נכון, ההבדל הוא גדל ב -8%. לפני הסריקה, המקצועות לתרגל מטלה ויזואלית מחוץ סורק עד להשיג רמה יציבה של ביצועים, זה דורש 20 דקות 3-4 מפגשים משך בפועל. ספי אפליה אופייניים הם בטווח של 1 ° -1.5 ° / sec. 2. נושא ההכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשי נושאים מובטחות עם כריות כדי למזער את תנועת הראש לפני שהם ממוקמים בתוך סורק נשא. על החלטות אלה מרחבית גבוהה, fMRI הוא רגיש במיוחד ההצעה artifacts, כך ייצוב הראש הוא קריטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקצועות שבהם ניתן MRI-compatibלה כרית כפתור ביד אחת והורה על איזה כפתור ללחוץ כדי להצביע על פסקי הדין שלהם על מהירות נקודה. </li></ol> 3. לוקליזציה ו יקבע את SC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האדם SC הוא מבנה קטן אך מובהק, ~~~HEAD=NNS 9 מ&quot;מ קוטר, הממוקם על הגג של המוח התיכון. בעת שימוש במספר קטן של פרוסות fMRI, סדרות מרובות הדמיה Localizer נדרשים לוקליזציה המדויק. גמר אלה סדרה יחד מטוסים sagittal, צירית, ואת העטרה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן השתמש בתמונות אלה Localizer כדי לקבוע בדיוק SC עם 8-10 פרוסות רציפים, 1.2 מ&quot;מ עובי, תחום של נוף (FOV), 170 מ&quot;מ המטוס עקיפה מעין צירית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, תמונות ברזולוציה גבוהה טי מבניים 1-משוקלל מתקבלים באמצעות תלת ממדי (3D) RF-מפונק דשא (SPGR) רצף (15 ° זווית השני, ווקסלים 1.2 מ&quot;מ) פעם אחת לפני איסוף הנתונים תפקודית ופעם לאחר. תמונות אלה משמשים כנקודת התייחסות כדי ליישר את הנתונים ל-fMRI str ברזולוציה גבוההנפח התייחסות uctural שהושג בפגישה נפרדת נתאר בהמשך. </li></ol> 4. פרמטרים MRI פונקציונלי הדמיה הכל בוצע על סורק Signa HD12 3T GE MRI באמצעות GE-סיפק 8 ערוצים, סליל בראש. עירור היה 6.4 MS חלונות-sinc הדופק מיושם באמצעות סליל גוף הסורק. כדי להשיג דגימה 1.2 מ&quot;מ SC האדם, אנו משתמשים 3-shot ספירלה, מסלול הרכישה 6,7. שלוש יריות יש צורך מכמה סיבות. ברכישת בפרט בודד ירה, עבור הסורק שלנו FOV דרושה&gt; 77 msec, זמן רב מדי כדי להיות מעשיים. היריות מרובים משולבים יחד לאחר תיקון על ידי הפחתת ערך התחלתי מגמה ליניארי של השלב. TE מוגדל של 2 MS על המסגרת הראשונה כדי להעריך את מפת שדה מתוך שני הכרכים הראשונים שנרכשו, וזאת מפת משמש לתיקון ליניארית. תמונות משוחזרות היה יחס אות לרעש של ~ 20. ספקטרום השלטון הזמני ב SC ווקסלים בדרך כללהראה קטן של המבנה הפיזיולוגי קשור רעש, שימוש רכישת ירה 3-היתה השפעה חזקה על סינון יחסית, בתדירות גבוהה השפעת הדופק והנשימה לב. אחרים להפחתת רעשים בטכניקות בעייתיות בהקשר ברזולוציה גבוהה זו. לדוגמה, שיטות תיקון רטרוספקטיביים כגון RETROICOR 6 אינן ישימות רב ירה נתונים, gating לב מציג רעש חפץ הקשור הפרעה של שיווי משקל 1 T. זמן אקו, T E = 40 msec, ארוך יותר משמש בדרך כלל בקורטקס (30 אלפיות השניה) כי מדדנו 2 בהתאמה T * עוד ברקמת SC (~ 60 msec) מאשר נצפה החומר האפור בקליפת המוח (~ 45 אלפיות השניה). רכישת רוחב פס מוגבל ל 62.5 kHz להפחית הנוכחית שיפוע השיא שגורם לחימום לא רצוי על הסורק שלנו. אנחנו בוחרים ר = 1 שניות, אז עם שלוש יריות נפח נרכש כל 3שניות. 5. דוגמנות MRI ו 3D מבנית בפגישה נפרדת אחת עבור כל נושא, נקבל ברזולוציה גבוהה (0.7 מ&quot;מ הדגימה) בנפח התייחסות באמצעות T 1-משוקלל רצף שנותן לעומת זאת רקמה טובה (3D SPGR, 15 ° זווית השני, היפוך מוכן עם T אני = 450 msec, 2 excitations, ~ משך 28 דקות, 0.7 ווקסלים מ&quot;מ). בספר זה התייחסות, אנחנו בקטע של רקמת המוח התיכון, גזע המוח, וחלקים התלמוס (איור 2 א) באמצעות שילוב של טכניקות אוטומטי וידני המסופקים על ידי יישום ITK-SNAP 2. בפרט, אנו משתמשים בכלי פילוח אוטומטי שבו משתמשים זרעים נקודות מרובות בתוך כל גזע המוח; התוכנה באופן אוטומטי מרחיבה פילוח סביב נקודות זרעים מוגבלים בתוך אזור המוגדר על ידי קריטריונים בניגוד ועוצמה. זה פילוח אוטומטי ואז להתאיםאד, במידת הצורך, תוך שימוש ידני, &quot;צבע כמו&quot; כלים voxel. ממשק נוזל השדרה של רקמות SC הוא אינטרפולציה מ פילוח באמצעות משטח פסיפס isodensity, וזה השטח הראשוני הוא מעודן כדי להפחית את החפצים aliasing (איור 2, B ו-D) תוך שימוש באלגוריתם וריאציה פני deformable-3. משטח זה מספק קודקודים ו וקטורים רגילים כלפי חוץ לשמש כנקודת התייחסות החישובים למינרית (כמתואר להלן), כמו גם אמצעי חזותי נתונים תפקודית. 6. ניתוח תמונה כדי לנתח את הנתונים fMRI, אנו משתמשים חבילת תוכנה mrVista (זמין להורדה ב <a href="http://white.stanford.edu/mrvista.php" target="_blank">http://white.stanford.edu/mrvista.php)</a> , כמו גם כלים שפותחו על מסגרת mrVista במעבדה שלנו. בשלבים הבאים אנו משתמשים בכלים סטנדרטיים mrVista האריזה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאתחלהפגישה mrVista, בחירת אפשרות מרחבית לנרמל את עוצמת הנתונים הממוצעים כדי להפחית את ההשפעות של הומגניות סליל. נורמליזציה משתמשת בשיטה homomorphic, כלומר, חלוקת בגירסה נמוך לעבור סינון של התמונה עוצמות ממוצעים temporally נפח עם תיקון תוסף חזקים רעש מוערך. המחזור במחצית הראשונה של תמונות (12 שניות) נמחק להימנע חולף שיווי משקל MR ואפקטים המודינמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתקן בתוך ריצה תנועה. בתנועה מעריכים מהסדרה זמן של כרכים. עם זאת, בגלל יחס אות לרעש נמוך יחסית (יחס אות לרעש) של התמונות, אנחנו הראשונים לבצע בקרון 5-המדגם החלקה על סדרת הזמן. כל כרך רשום אז לממוצע של 5 דגימות האחרונות. שים לב כי החלקה משמש רק כדי לאמוד את התנועה, לבין הנתונים בפועל לא החליק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכירה ממוצעים הזמני של התנועה, תיקן כל נרוץ נתוני התמונה, ולהשתמש אלה כדי לתקן ממוצעים בין ריצה תנועה USIבטווח ng האחרון כנקודת התייחסות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע תיקון Slice-העיתוי. אנו משתמשים רכישת נתח סדרתי, אז טעויות עקב ביצוע תיקון העיתוי לאחר תיקון ההצעה יהיה קטן (~ 125 אלפיות השניה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מספר ממוצע פועל נרשם בתוך כל פגישה כדי לשפר את יחס אות לרעש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את הנתונים המבניים מההפעלה fMRI לנפח התייחסות מבנית באמצעות אלגוריתם חזק בעוצמה מבוסס אחת 8. טען יישור ופילוח אל mrVista. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפוך את סדרת הנתונים תפקודית זמן לנפח התייחסות מפולח. בשלבים הבאים אנו משתמשים בכלים שפותחו במעבדה שלנו לבצע ניתוח נוסף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את המרחק מפה על ידי חישוב המרחק בין כל ווקסלים רקמות SC ו קדקוד הקרוב על פני השטח SC. מרחקים אלה משמשים למדידת מיקום למינרית בתוך נפח התייחסות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביצוע תהליך פילוח למינרית לאפשר מיצוע עומק בזמן סדרת הנתונים כדי לשפר את הה SNR. קטנים (בקוטר 1.6 מ&quot;מ) דיסקים של רקמות קשורים בכל קודקוד של מודל השטח לאורך כל פני השטח SC שטחית, וכל דיסק ניתנת להארכה גם פנימה והחוצה מרקמת SC באמצעות הנורמלים פני המקומיים להקים שכונת למינרית הפרט 4. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל נקודה על פני השטח SC, אנו משתמשים אלו אסוציאציות למינרית לממוצע בסדרה על פני טווח עומק מסוים. מאז, הנוירונים מגיבים חזותית נמצאים בעיקר בשכבות השטחיות של SC, לניסוי גירוי ויזואלי השתמשנו טווח בעומק של 0-1.8 מ&quot;מ. </li></ol> 7. מיפוי טופוגרפי ניתוח לניתוח ייצוג טופוגרפי של הנתונים, הניתוח מבוצע על לכידות סדרת עומק ממוצעים של זמן על ידי התאמת sinusoid בתדירות החזרה גירוי (כלומר, 1/24 הרץ לגירוי שניות 24 לעיל) עבור כל voxel. מתוך התאמה זו, אנו מפיקים מפות פני השטח של responSE משרעת, קוהרנטיות, ושלב. ניתוח זה מבוצע בתחום התדר, והוא הטכניקה הנפוצה לכמת מפות retinotopic ב-Visual cortex 9,10. שלב בכושר סינוסי מודד את מיקום הגירוי. אפס השלב המתאים העליון אנכי מרידיאן (איור 3). גירוי ואז מסתובב עם כיוון השעון, ולכן בשלב π / 2 מתאים כאשר הגירוי יש לסובב עד מרידיאן אופקית בשדה הראייה הנכונה. לאחר π רדיאנים של השלב, גירוי עוברת בשדה הראייה השמאלי, וכן הלאה. קיבלנו גם את גבולות היקף שטחי כל SC באמצעות בדיקה ידנית של האנטומיה T1 משוקלל ברזולוציה גבוהה נפח. גבולות אלה מסומנים בתרשים. 3 על ידי קווים מקווקווים אדומים. fMRI אינו למדוד ישירות פעילות עצבית, אלא תגובה זרימת דם, כי הוא חזק אך יחד בעצלתייםעל הפעילות העצבית. זה מוסיף עיכוב hemodynamic לתגובה שלב. העיכוב נאמד על ידי לקיחת כל ווקסלים מעל הסף קוהרנטיות שלנו בכל SC באזור ריבית של, ו מרכוז אמצעי שלהם סביב π במטוס מורכב. בנתונים SC שלנו, עיכובים אלה הם די קטנים, בסדר גודל של 2-4 שניות. אנו להסיר את עיכוב על ידי החלפה של מפת צבעים נגד כיוון השעון ב -45 מעלות (המקביל ל 3 שניות) (איור 3). 8. נציג תוצאות נתונים שלב מעולף על משטח 3D של SC (איור 3) מראה כי התגובה לגירוי חזותי מיוצג contralaterally ב, SC, כלומר שדה הראייה השמאלי מיוצג על SC ימין סגן ולהיפך. יש גם ארגון retinotopic הפעילות. בשדה הימני העליון חזותית מיוצג על מדיאלית colliculus השמאלי (כחול אדום), ואת שדה נמוך מיוצג רוחבית (אדום, צהוב). Similקארלי, השדה השמאלי העליון חזותית מיוצג על מדיאלית colliculus ימינה (כחול כחול) והתחתון מיוצג רוחבית (ירוק, צהוב). הטופוגרפיה זו עולה בקנה אחד עם תוצאות מחקרים שאינם בני אדם פרימטים של תגובות SC: 1) לגירוי ויזואלי באמצעות יחידת אלקטרופיזיולוגיה יחיד, ו 2) מיפוי של תנועות microstimulation המושרה עיניים saccadic 11,12. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3746/3746fig1.jpg" /> באיור 1. Slice) מרשם נצפים על התמונה באמצע sagittal. ב) ממוצע הזמני (1 ריצה) של תמונות תפקודית לקבל נתח מרכזי מסומנים באדום). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3746/3746fig2.jpg" /> איור 2. פולאר זווית גירוי הטופוגרפיה. טריז 90 ° להעביר שחור לבן נקודות על רקע אפור הסתובב לאט סביב קיבעון. טריז חולק מערך של 6 virtuמגזרים אל (קווים אפורים הוסיף להדגיש המגזרים) כדי לאפשר לנושא לבצע משימה אפליה מהירות במגזר שנבחרו באופן אקראי. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3746/3746fig3.jpg" /> איור 3. פילוח דוגמנות פני השטח. א) המוח התיכון, גזע המוח, וחלקים התלמוס היו מקוטעים מן ברזולוציה גבוהה כרכים אנטומיה MRI. ב) לפני השטח נוצרה בשולי האזור מפולח. ג) סינוסי, בכושר נתונים שלב נצפים על פרוסת inplane (קוהרנטיות&gt; 0.25). D) לסובב ולהציג מוגדלת של המודל פני גזע המוח נעשה שימוש כדי להמחיש נתונים שלב ב SC. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3746/3746fig4.jpg" /> איור 4. פולאר זווית מפות. בשלב מפות ב-fMRI שני נושאים המקודדים זווית ראייה. הקוטב ספי קוהרנטיות עבור כל מפה ניתנים בצד ימין למטה. גלגל הצבעים מספר שלבי כיסו של הגירוי ב עמ &#39;זווית olar לעמדות שדה הראייה שלהם.

<ol>
	<li>Katyal, S., Zughni, S., Greene, C., Ress, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topography+of+covert+visual+attention+in+human+superior+colliculus.">Topography of covert visual attention in human superior colliculus.</a> Journal of Neurophysiology. 104, 3074-3083 (2010).</li><li>Yushkevich, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=User-guided+3D+active+contour+segmentation+of+anatomical+structures:+significantly+improved+efficiency+and+reliability.">User-guided 3D active contour segmentation of anatomical structures: significantly improved efficiency and reliability.</a> NeuroImage. 31, 1116-1128 (2006).</li><li>Xu, G., Pan, Q., Bajaj, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrete+Surface+Modeling+Using+Partial+Differential+Equations.">Discrete Surface Modeling Using Partial Differential Equations.</a> Computer Aided Geometric Design. 23, 125-145 (2006).</li><li>Ress, D., Glover, G. H., Liu, J., Wandell, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laminar+profiles+of+functional+activity+in+the+human+brain.">Laminar profiles of functional activity in the human brain.</a> NeuroImage. 34, 74-84 (2007).</li><li>Schneider, K. A., Kastner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+sustained+spatial+attention+in+the+human+lateral+geniculate+nucleus+and+superior+colliculus.">Effects of sustained spatial attention in the human lateral geniculate nucleus and superior colliculus.</a> J. Neurosci. 29, 1784-1795 (2009).</li><li>Glover, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+analytic+spiral+K-space+algorithm.">Simple analytic spiral K-space algorithm.</a> Magn. Reson. Med. 42, 412-415 (1999).</li><li>Glover, G. H., Lai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-navigated+spiral+fMRI:+interleaved+versus+single-shot.">Self-navigated spiral fMRI: interleaved versus single-shot.</a> Magn. Reson. Med. 39, 361-368 (1998).</li><li>Nestares, O., Heeger, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+multiresolution+alignment+of+MRI+brain+volumes.">Robust multiresolution alignment of MRI brain volumes.</a> Magn. Reson. Med. 43, 705-715 (2000).</li><li>Engel, S. A., Glover, G. H., Wandell, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinotopic+organization+in+human+visual+cortex+and+the+spatial+precision+of+functional+MRI.">Retinotopic organization in human visual cortex and the spatial precision of functional MRI.</a> Cereb. Cortex. 7, 181-192 (1997).</li><li>Schneider, K. A., Kastner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+responses+of+the+human+superior+colliculus:+a+high-resolution+functional+magnetic+resonance+imaging+study.">Visual responses of the human superior colliculus: a high-resolution functional magnetic resonance imaging study.</a> Journal of Neurophysiology. 94, 2491-2503 (2005).</li><li>Cynader, M., Berman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Receptive-field+organization+of+monkey+superior+colliculus.">Receptive-field organization of monkey superior colliculus.</a> Journal of Neurophysiology. 35, 187-201 (1972).</li><li>Robinson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+movements+evoked+by+collicular+stimulation+in+the+alert+monkey.">Eye movements evoked by collicular stimulation in the alert monkey.</a> Vision Research. 12, 1795-1808 (1972).</li><li>Schreiner, C. E., Langner, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laminar+fine+structure+of+frequency+organization+in+auditory+midbrain.">Laminar fine structure of frequency organization in auditory midbrain.</a> Nature. 388, 383-385 (1997).</li><li>Baumann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthogonal+representation+of+sound+dimensions+in+the+primate+midbrain.">Orthogonal representation of sound dimensions in the primate midbrain.</a> Nature Neuroscience. 14, 423-425 (2011).</li><li>Malmierca, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+discontinuous+tonotopic+organization+in+the+inferior+colliculus+of+the+rat.">A discontinuous tonotopic organization in the inferior colliculus of the rat.</a> J. Neurosci. 28, 4767 (2008).</li><li>Bender, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinotopic+organization+of+macaque+pulvinar.">Retinotopic organization of macaque pulvinar.</a> Journal of Neurophysiology. 46, 672 (1981).</li><li>Grieve, K. L., Acuña, C., Cudeiro, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+primate+pulvinar+nuclei:+vision+and+action.">The primate pulvinar nuclei: vision and action.</a> Trends in Neurosciences. 23, 35-39 (2000).</li><li>Rodriguez-Oroz, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+subthalamic+nucleus+in+Parkinson's+disease:+somatotopic+organization+and+physiological+characteristics.">The subthalamic nucleus in Parkinson's disease: somatotopic organization and physiological characteristics.</a> Brain. 124, 1777 (2001).</li><li>Romanelli, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microelectrode+recording+revealing+a+somatotopic+body+map+in+the+subthalamic+nucleus+in+humans+with+Parkinson+disease.">Microelectrode recording revealing a somatotopic body map in the subthalamic nucleus in humans with Parkinson disease.</a> Journal of Neurosurgery. 100, 611-618 (2004).</li><li>DeLong, M. R., Crutcher, M. D., Georgopoulos, 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=Primate+globus+pallidus+and+subthalamic+nucleus:+functional+organization.">Primate globus pallidus and subthalamic nucleus: functional organization.</a> Journal of Neurophysiology. 53, 530 (1985).</li><li>Houeto, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+deep-brain+stimulation+of+the+internal+and+external+globus+pallidus+in+primary+Dystonia+functional+mapping+of+the+pallidum.">Acute deep-brain stimulation of the internal and external globus pallidus in primary Dystonia functional mapping of the pallidum.</a> Archives of Neurology. 64, 1281-1286 (2007).</li></ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

טכניקות הרכישה ונתונים ניתוח שלנו מאפשרים מדידה של פעילות עצבית במוח האדם קורטיקליים מבנים ברזולוציה גבוהה (1.2 ווקסלים מ&quot;מ). רכישת 3-shot ספירלה מפחית רעש פיזיולוגית כי הוא מזיק במיוחד מדידות ה-fMRI ברחבי המוח התיכון. כמו כן, פילוח למינרית שלנו רקמות מאפשר לנו לבצע מיצו?...

high-resolution functional magnetic resonance imaging methods for human midbrain

MRI תפקודי (fMRI) הוא כלי בשימוש נרחב עבור הלא פולשני למדידת וקושרת של פעילות המוח האנושי. עם זאת, השימוש בו יש בעיקר התמקדה על מדידת הפעילות על פני השטח של קליפת המוח, ולא באזורים קורטיקליים כמו המוח התיכון ואת גזע המוח. FMRI קורטיקליים להתגבר על שני אתגרים: רזולוציה מרחבית רעש פיזיולוגית. כאן אנו מתארים מערכת אופטימיזציה של טכניקות שפותחו לבצע ברזולוציה גבוהה fMRI ב SC האדם, מבנה על פני השטח הגבי של המוח התיכון, שיטות יכול לשמש גם גזע המוח תמונה אחרת ומבנים קורטיקליים. ברזולוציה גבוהה (1.2 ווקסלים מ&quot;מ) fMRI של SC דורש גישה לא קונבנציונלי. הדגימה המרחבי הרצוי מתקבל באמצעות רב ירייה (משולבים) ספירלה הרכישה 1. מאז, T 2 * רקמות SC ארוך יותר בקליפת המוח, זמן ארוך יותר בהתאם הד (ט E ~ 40 מיקרו) משמש מקסימייז בניגוד תפקודית. כדי לכסות את מלוא היקף SC, 8-10 פרוסות מתקבלים. עבור כל מפגש אנטומיה מבנית עם מרשם פרוסה כמו fMRI מתקבלת גם, המשמש כדי ליישר את הנתונים תפקודיות לנפח ברזולוציה גבוהה התייחסות. בפגישה נפרדת עבור כל נושא, אנו יוצרים ברזולוציה גבוהה (0.7 מ&quot;מ הדגימה) בנפח התייחסות באמצעות T 1-משוקלל רצף שנותן לעומת זאת רקמה טובה. בספר התייחסות, באזור המוח התיכון הוא מפולח באמצעות יישום ITK-SNAP התוכנה 2. פילוח זה משמש ליצירת ייצוג פני השטח 3D של המוח התיכון שהוא גם חלק ומדויק 3. קודקודים את פני השטח הנורמלים המשמשים ליצירת מפה של עומק מפני השטח של המוח התיכון בתוך 4 רקמות. נתונים תפקודיים הופכת מערכת קואורדינטות של נפח התייחסות מפולח. עמותות עומק של ווקסלים אתלאפשר מיצוע של-fMRI סדרת נתוני זמן בתוך טווחי עומק שצוינו כדי לשפר את איכות האות. הנתונים שניתנו על משטח 3D להדמיה. במעבדה שלנו אנו משתמשים בטכניקה זו למדידת מפות טופוגרפיות של גירוי חזותי וקשב חזותי סמויה וגלויה בתוך SC 1. כדוגמה, אנחנו מדגימים את הייצוג הטופוגרפי של זווית הקוטב לגירוי חזותי SC.

Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain at JoVE.com

High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain

מאמר זה מתאר שיטות לביצוע ברזולוציה גבוהה תהודה מגנטי תפקודי עם הדגימה 1.2 מ&quot;מ המוח התיכון האדם מבנים קורטיקליים באמצעות סורק 3T. שימוש בטכניקות הללו כדי לפתור מפות טופוגרפיות של גירוי חזותי של אדם מעולה colliculus (SC) ניתנת כדוגמה.

ברזולוציה גבוהה תהודה מגנטית פונקציונלית שיטות המוח התיכון האדם

Functional MRI (fMRI) is a widely used tool for non-invasively measuring correlates of human brain activity. However, its use has mostly been focused upon ...

high-resolution-functional-magnetic-resonance-imaging-methods-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.8K Views.  The University of Texas at Austin. מאמר זה מתאר שיטות לביצוע ברזולוציה גבוהה תהודה מגנטי תפקודי עם הדגימה 1.2 מ"מ המוח התיכון האדם מבנים קורטיקליים באמצעות סורק 3T. שימוש בטכניקות הללו כדי לפתור מפות טופוגרפיות של גירוי חזותי של אדם מעולה colliculus (SC) ניתנת כדוגמה.

Video: High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain

Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and evaluating mouse models of human disease. MRI is an excellent modality for investigating genetically altered animals. It is capable of whole brain coverage, can be used in vivo, and provides multiple contrast mechanisms for investigating different aspects of neuranatomy and physiology. The advent of high-field scanners along with the ability to scan multiple mice simultaneously allows for rapid phenotyping of novel mutations.
Effective mouse MRI studies require attention to many aspects of experiment design. In this article, we will describe general methods to acquire quality images for mouse phenotyping using a system that images mice concurrently in shielded transmit/receive radio frequency (RF) coils in a common magnet (Bock et al., 2003). We focus particularly on anatomical phenotyping, an important and accessible application that has shown a high potential for impact in many mouse models at our imaging centre. Before we can provide the detailed steps to acquire such images, there are important practical considerations for both in vivo brain imaging (Dazai et al., 2004) and ex vivo brain imaging (Spring et al., 2007) that should be noted. These are discussed below.

Magnetic resonance imaging (MRI) has become an increasingly popular tool for examining the phenotype of genetically altered mice. This article illustrates the methods necessary to achieve high-throughput phenotyping of genetically altered mice using multiple-mouse MRI.

מרובה עכבר Neuroanatomical תהודה מגנטית

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and ...

A Rapid Approach to High-Resolution Fluorescence Imaging in Semi-Thick Brain Slices

A fundamental goal to both basic and clinical neuroscience is to better understand the identities, molecular makeup, and patterns of connectivity that are characteristic to neurons in both normal and diseased brain. Towards this, a great deal of effort has been placed on building high-resolution neuroanatomical maps1-3. With the expansion of molecular genetics and advances in light microscopy has come the ability to query not only neuronal morphologies, but also the molecular and cellular makeup of individual neurons and their associated networks4. Major advances in the ability to mark and manipulate neurons through transgenic and gene targeting technologies in the rodent now allow investigators to 'program' neuronal subsets at will5-6. Arguably, one of the most influential contributions to contemporary neuroscience has been the discovery and cloning of genes encoding fluorescent proteins (FPs) in marine invertebrates7-8, alongside their subsequent engineering to yield an ever-expanding toolbox of vital reporters9. Exploiting cell type-specific promoter activity to drive targeted FP expression in discrete neuronal populations now affords neuroanatomical investigation with genetic precision.
Engineering FP expression in neurons has vastly improved our understanding of brain structure and function. However, imaging individual neurons and their associated networks in deep brain tissues, or in three dimensions, has remained a challenge. Due to high lipid content, nervous tissue is rather opaque and exhibits auto fluorescence. These inherent biophysical properties make it difficult to visualize and image fluorescently labelled neurons at high resolution using standard epifluorescent or confocal microscopy beyond depths of tens of microns. To circumvent this challenge investigators often employ serial thin-section imaging and reconstruction methods10, or 2-photon laser scanning microscopy11. Current drawbacks to these approaches are the associated labor-intensive tissue preparation, or cost-prohibitive instrumentation respectively.
Here, we present a relatively rapid and simple method to visualize fluorescently labelled cells in fixed semi-thick mouse brain slices by optical clearing and imaging. In the attached protocol we describe the methods of: 1) fixing brain tissue in situ via intracardial perfusion, 2) dissection and removal of whole brain, 3) stationary brain embedding in agarose, 4) precision semi-thick slice preparation using new vibratome instrumentation, 5) clearing brain tissue through a glycerol gradient, and 6) mounting on glass slides for light microscopy and z-stack reconstruction (Figure 1).
For preparing brain slices we implemented a relatively new piece of instrumentation called the 'Compresstome' VF-200 (http://www.precisionary.com/products_vf200.html). This instrument is a semi-automated microtome equipped with a motorized advance and blade vibration system with features similar in function to other vibratomes. Unlike other vibratomes, the tissue to be sliced is mounted in an agarose plug within a stainless steel cylinder. The tissue is extruded at desired thicknesses from the cylinder, and cut by the forward advancing vibrating blade. The agarose plug/cylinder system allows for reproducible tissue mounting, alignment, and precision cutting. In our hands, the 'Compresstome' yields high quality tissue slices for electrophysiology, immunohistochemistry, and direct fixed-tissue mounting and imaging. Combined with optical clearing, here we demonstrate the preparation of semi-thick fixed brain slices for high-resolution fluorescent imaging.

Here we describe a rapid and simple method to image fluorescently labeled cells in semi-thick brain slices. By fixing, slicing, and optically clearing brain tissue we describe how standard epifluorescent or confocal imaging can be used to visualize individual cells and neuronal networks within intact nervous tissue.

גישה מהירה הדמיה ברזולוציה גבוהה הקרינה חצי עבה פרוסות המוח

A fundamental goal to both basic and clinical neuroscience is to better understand the identities, molecular makeup, and patterns of connectivity that are ...

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of neurological and psychiatric disorders such as stroke and depression. Yet, the mechanisms underlying its ability to modulate brain excitability to improve clinical symptoms remains poorly understood 33. To help improve this understanding, proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) can be used as it allows the in vivo quantification of brain metabolites such as &#947;-aminobutyric acid (GABA) and glutamate in a region-specific manner 41. In fact, a recent study demonstrated that 1H-MRS is indeed a powerful means to better understand the effects of tDCS on neurotransmitter concentration 34. This article aims to describe the complete protocol for combining tDCS (NeuroConn MR compatible stimulator) with 1H-MRS at 3 T using a MEGA-PRESS sequence. We will describe the impact of a protocol that has shown great promise for the treatment of motor dysfunctions after stroke, which consists of bilateral stimulation of primary motor cortices 27,30,31. Methodological factors to consider and possible modifications to the protocol are also discussed.

This article aims to describe a basic protocol for combining transcranial direct current stimulation (tDCS) with proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) measurements to investigate the effects of bilateral stimulation on primary motor cortex metabolism.

השימוש בספקטרוסקופיה בתהודה מגנטית ככלי למדידה של השפעות דו חצי מוח Transcranial חשמלי גירוי על יסודי Motor Cortex מטבוליזם

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

Metabolomic Analysis of Rat Brain by High Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Tissue Extracts

Studies of gene expression on the RNA and protein levels have long been used to explore biological processes underlying disease. More recently, genomics and proteomics have been complemented by comprehensive quantitative analysis of the metabolite pool present in biological systems. This strategy, termed metabolomics, strives to provide a global characterization of the small-molecule complement involved in metabolism. While the genome and the proteome define the tasks cells can perform, the metabolome is part of the actual phenotype. Among the methods currently used in metabolomics, spectroscopic techniques are of special interest because they allow one to simultaneously analyze a large number of metabolites without prior selection for specific biochemical pathways, thus enabling a broad unbiased approach. Here, an optimized experimental protocol for metabolomic analysis by high-resolution NMR spectroscopy is presented, which is the method of choice for efficient quantification of tissue metabolites. Important strengths of this method are (i) the use of crude extracts, without the need to purify the sample and/or separate metabolites; (ii) the intrinsically quantitative nature of NMR, permitting quantitation of all metabolites represented by an NMR spectrum with one reference compound only; and (iii) the nondestructive nature of NMR enabling repeated use of the same sample for multiple measurements. The dynamic range of metabolite concentrations that can be covered is considerable due to the linear response of NMR signals, although metabolites occurring at extremely low concentrations may be difficult to detect. For the least abundant compounds, the highly sensitive mass spectrometry method may be advantageous although this technique requires more intricate sample preparation and quantification procedures than NMR spectroscopy. We present here an NMR protocol adjusted to rat brain analysis; however, the same protocol can be applied to other tissues with minor modifications.

The neurochemistry of mammalian brain is changed in many neurological and systemic diseases. Characteristic profiles of cerebral metabolites can be efficiently obtained based on crude extracts of brain tissue. To this end, high-resolution NMR spectroscopy is employed, enabling detailed quantitative analysis of metabolite concentrations (metabolomics).

ניתוח metabolomic של מוח חולדה על ידי ספקטרוסקופיה בתהודה מגנטית הגרעינית ברזולוציה גבוהה של תמציות רקמות

Studies of gene expression on the RNA and protein levels have long been used to explore biological processes underlying disease. More recently, genomics ...

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.

ברזולוציה גבוהה<em&gt; In vivo</em&gt; פרוטוקול פילוח ידני לאדם בהיפוקמפוס תת תחומים באמצעות הדמיה בתהודה מגנטית 3T

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

High-resolution Structural Magnetic Resonance Imaging of the Human Subcortex In Vivo and Postmortem

The focus of this study was to test the resolution limits of structural MRI of a postmortem brain compared to living human brains. The resolution of structural MRI in vivo is ultimately limited by physiological noise, including pulsation, respiration and head movement. Although imaging hardware continues to improve, it is still difficult to resolve structures on the millimeter scale. For example, the primary visual sensory pathways synapse at the lateral geniculate nucleus (LGN), a visual relay and control nucleus in the thalamus that normally is organized into six interleaved monocular layers. Neuroimaging studies have not been able to reliably distinguish these layers due their small size that are less than 1 mm thick.
The resolving limit of structural MRI, in a postmortem brain was tested using multiple images averaged over a long duration (~24 h). The purpose was to test whether it was possible to resolve the individual layers of the LGN in the absence of physiological noise. A proton density (PD)1 weighted pulse sequence was used with varying resolution and other parameters to determine the minimum number of images necessary to be registered and averaged to reliably distinguish the LGN and other subcortical regions. The results were also compared to images acquired in living human brains. In vivo subjects were scanned in order to determine the additional effects of physiological noise on the minimum number of PD scans needed to differentiate subcortical structures, useful in clinical applications.

High-resolution Structural Magnetic Resonance Imaging of the Human Subcortex In Vivo and Postmortem

Here we present a protocol to determine the minimum number images that needed to be registered and averaged to resolve subcortical structures and test whether the individual layers of the LGN could be resolved in the absence of physiological noise.

הדמיית תהודה מגנטית מבנית ברזולוציה גבוהה של תת-הקליפה&quot; האדם<I&gt; In vivo</I&gt; ולאחר המוות

The focus of this study was to test the resolution limits of structural MRI of a postmortem brain compared to living human brains. The resolution of ...

Acquisition of Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Data in the Rat

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task state. This protocol describes a preclinical survival method for obtaining rs-fMRI data. Combining low dose isoflurane with continuous infusion of the &#945;2 adrenergic receptor agonist dexmedetomidine provides a robust option for stable, high-quality data acquisition while preserving brain network function. Furthermore, this procedure allows for spontaneous breathing and near-normal physiology in the rat. Additional imaging sequences can be combined with resting-state acquisition creating experimental protocols with anesthetic stability of up to 5 h using this method. This protocol describes the setup of equipment, monitoring of rat physiology during four distinct phases of anesthesia, acquisition of resting-state scans, quality assessment of data, recovery of the animal, and a brief discussion of post-processing data analysis. This protocol can be used across a wide variety of preclinical rodent models to help reveal the resulting brain network changes that occur at rest.

This protocol describes a method for obtaining stable resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) data from a rat using low dose isoflurane in combination with low dose dexmedetomidine.

רכישת נתוני הדמיית תהודה מגנטית תפקודית של מצב מנוחה בחולדה

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task ...

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high mortality rate as well as an uncontrollable volume of SAH and other intracranial complications such as stroke or intracranial hemorrhage. In this protocol, a standardized SAH mouse model is presented, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies. Briefly, C57BL/6J mice are anesthetized with an intraperitoneal ketamine/xylazine (70 mg/16 mg/kg body weight) injection and placed in a supine position. After midline neck incision, the common carotid artery (CCA) and carotid bifurcation are exposed, and a 5-0 non-absorbable monofilament polypropylene suture is inserted in a retrograde fashion into the external carotid artery (ECA) and advanced into the common carotid artery. Then, the filament is invaginated into the internal carotid artery (ICA) and pushed forward to perforate the anterior cerebral artery (ACA). After recovery from surgery, mice undergo a 7.0 T MRI 24 h later. The volume of bleeding can be quantified and graded via postoperative MRI, enabling a robust experimental SAH group with the option to perform further subgroup analyses based on blood quantity.

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging MRI

Here we present a standardized SAH mouse model, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies.

מודל ניקוב אנדווסקולרי לדימום תת-עכבישי בשילוב עם דימום תהודה מגנטית (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high ...

A Standardized Pipeline for Examining Human Cerebellar Grey Matter Morphometry using Structural Magnetic Resonance Imaging

Multiple lines of research provide compelling evidence for a role of the cerebellum in a wide array of cognitive and affective functions, going far beyond its historical association with motor control. Structural and functional neuroimaging studies have further refined understanding of the functional neuroanatomy of the cerebellum beyond its anatomical divisions, highlighting the need for the examination of individual cerebellar subunits in healthy variability and neurological diseases. This paper presents a standardized pipeline for examining cerebellum grey matter morphometry that combines high-resolution, state-of-the-art approaches for optimized and automated cerebellum parcellation (Automatic Cerebellum Anatomical Parcellation using U-Net Locally Constrained Optimization; ACAPULCO) and voxel-based registration of the cerebellum (Spatially Unbiased Infra-tentorial Template; SUIT) for volumetric quantification. 
The pipeline has broad applicability to a range of neurological diseases and is fully automated, with manual intervention only required for quality control of the outputs. The pipeline is freely available, with substantial accompanying documentation, and can be run on Mac, Windows, and Linux operating systems. The pipeline is applied in a cohort of individuals with Friedreich ataxia (FRDA), and representative results, as well as recommendations on group-level inferential statistical analyses, are provided. This pipeline could facilitate reliability and reproducibility across the field, ultimately providing a powerful methodological approach for characterizing and tracking cerebellar structural changes in neurological diseases.

A standardized pipeline is presented for examining cerebellum grey matter morphometry. The pipeline combines high-resolution, state-of-the-art approaches for optimized and automated cerebellum parcellation and voxel-based registration of the cerebellum for volumetric quantification.

צינור מתוקנן לבחינת מורפומטריה של חומר אפור במוח הקטן האנושי באמצעות הדמיית תהודה מגנטית מבנית

Multiple lines of research provide compelling evidence for a role of the cerebellum in a wide array of cognitive and affective functions, going far beyond ...

Magnetic Resonance-Guided Stereotaxy for Infusions to the Pig Brain

The overall goal of this procedure is to perform stereotaxy in the pig brain with real-time magnetic resonance (MR) visualization guidance to provide precise infusions. The subject was positioned prone in the MR bore for optimal access to the top of the skull with the torso raised, the neck flexed, and the head inclined downward. Two anchor pins anchored on the bilateral zygoma held the head steady using the head holder. A magnetic resonance imaging (MRI) flex-coil was placed rostrally across the head holder so that the skull was accessible for the intervention procedure. A planning grid placed on the scalp was used to determine the appropriate entry point of the cannula. The stereotactic frame was secured and aligned iteratively through software projection until the projected radial error was less than 0.5 mm. A hand drill was used to create a burr hole for insertion of the cannula. A gadolinium-enhanced co-infusion was used to visualize the infusion of a cell suspension. Repeated T1-weighted MRI scans were registered in real time during the agent delivery process to visualize the volume of gadolinium distribution. MRI-guided stereotaxy allows for precise and controlled infusion into the pig brain, with concurrent monitoring of cannula insertion accuracy and determination of the agent volume of distribution.

The protocol presented here demonstrates stereotaxy to the pig brain using convection-enhanced infusions, with real-time magnetic resonance imaging (MRI) visualization guidance and real-time infusion distribution visualization.

סטריאוטקסיה מונחית תהודה מגנטית לעירויים למוח החזיר

The overall goal of this procedure is to perform stereotaxy in the pig brain with real-time magnetic resonance (MR) visualization guidance to provide ...