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. Amygdala <ol><li> Anterior Fatias da AMY <ol><li> Identificar a primeira fatia do AMY em que a ínsula limen aparece inicialmente, onde a conexão entre a substância branca lobos frontal e temporal é contínua e visível 30. Na visão coronal, use o pacote angular como a fronteira inferolateral da AMY. </li><li> Localize o quiasma como um marco para o surgimento da AMY. Use o axial e sagital para distinguir o AMY em seus primeiros fatias do uncus circundante. Siga o trato de matéria branca em torno da AMY na vista axial para excluir a área entorrinal 32. </li><li> Movendo-se posteriormente, identificar a primeira fatia em que a comissura anterior é contínua ao longo de ambos os hemisférios 28, onde a AMY é visível em sua forma típica. Trace o AMY sentido anti-horário usando o sulco entorrinal como a fronteira superomedial, a linha imaginária do fundo do sulcu semianulars ao longo da matéria branco para a ponta inferior da AMY como a fronteira inferomedial, a haste temporal a borda lateral, para trás e para o sulco entorrinal para completar o 31 rastreio. </li></ol></li><li> Posteriores Fatias da AMY <ol><li> Note-se que, a este nível, quer o AMY e HC são visíveis na mesma fatia (s). </li><li> Ainda no plano coronal, identificar a última fatia da AMY onde a estrutura é superior à extensão medial do corno temporal do ventrículo lateral 36 (ou do alveus se o ventrículo não está presente) e lateral para o giro uncinate, a protuberância da cabeça do HC. Confira os pontos de vista sagital e axial para rastreamento preciso e consistente. </li><li> Desenhe uma linha imaginária a partir do fundo do sulco circular inferior da ínsula ao trato óptico como a borda superior da AMY 31, que também diferencia da matéria cinzenta do globo pálido e putâmen. </li><li> Traçar o percursogiro semilunares como a fronteira superomedial e excluir o giro uncinado 32. Use corno inferior do ventrículo lateral e a haste temporais para a delimitação lateral. </li></ol></li><li> Fatias consecutivos da AMY no sentido ântero-posterior <ol><li> Sistematicamente traçar a fatia fatia by-AMY usando as orientações pertinentes acima. Na porção anterior da AMY, use os mesmos limites que para o anterior-mais fatia; por outro lado, na parte posterior da AMY, usar os mesmos limites como para a fatia de póstero-mais. </li><li> Continuar a utilizar os pontos de vista axial e sagital para ajudar a definir e refinar ainda mais as fronteiras AMY. </li></ol></li></ol> 2. Hippocampus <ol><li> Localizando o HC <ol><li> Comece traçando o HC quando o corno temporal do ventrículo lateral aparece ao longo da fronteira inferolateral da AMY. Se o corno temporal do ventrículo lateral já está presente em fatias anteriores, observe que poe aparecimento de HC é então indicada pelo corno temporal do ventrículo lateral alargando e alongamento superolaterally. </li><li> Termine o traçado do HC com a sua última aparição inferomedial ao trígono do ventrículo lateral 31. Sempre utilizar as visões alternativas para ajudar a localizar o HC e suas fronteiras. </li></ol></li><li> Definições de Fronteira do HC <ol><li> Delinear o HC laterais contra o corno temporal. Nos casos em que o corno temporal do ventrículo lateral não é perceptível suficiente, excluir uma linha de voxels de segmentação para indicar que. </li><li> Inferiormente, utilizar o feixe angular (ou a sua extensão imaginária) para a cavidade do ventrículo para separar a HC a partir do PHG. Use o alveus junto com as fímbrias como a fronteira superior. Trace o HC usando as mesmas definições ao longo. </li><li> Para além disso, incluir o subiculum para a segmentação de tal modo que delimita o pacote medialmente matéria branca do PHG, alinha superiormentecom a curva de uncus, e estende-se essencialmente na horizontal a partir do HC 37. Rastreamento posteriormente, manter essas definições até o sulco calcarino intervém. </li></ol></li><li> Observando Divisões do HC <ol><li> Note-se que o HC pode ser dividido em três segmentos: cabeça, corpo e cauda. </li><li> Utilizar a aparência do ápice uncus para marcar a passagem da cabeça de HC para o corpo do HC, e a rápida expansão ascendente e em tamanho, o qual tipicamente coincide com o aparecimento do pilar do fundo de saco, para significar o aparecimento da cauda HC 23,30,38. </li></ol></li><li> Preste atenção especial ao traçar as seguintes estruturas. <ol><li> Inclua o uncus posterior na segmentação. </li><li> Omitir o plexo coróide acima do alveus da segmentação nos cortes coronais, embora isso possa não ser possível em imagens de baixa resolução. </li><li> Consulte os dois pontos de vista alternativos para evitar a inclusão de cauda do caudate e pulvinar na face superior da cauda do HC. </li><li> Evitar a inclusão do giro fascicular observando o seu surgimento, o nível do pilar do fundo de saco, em que, inicialmente, é separada a partir da cauda do hipocampo cinerea fasciola e mais posteriormente, torna-se a matéria cinzenta superior ao sulco calcarino 32. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig2highres.jpg" width="400" /> Figura 2. Uma fatia representativa sagital do MTL traçado usando o presente protocolo, mostrando sua posição real no cérebro, e as posições relativas entre seus principais estruturas, ou seja, a AMY (vermelho), o HC (azul), República Popular da China (amarelo), ERC (rosa), ea APS (verde). 3. Giro parahipocampal <ol><li> Observando Divisões do PHG <ol><li> Note que o ca PHGn ser dividido em dois segmentos principais: o PHG anterior (ou seja, a República Popular da China e ERC), eo PHG posterior (ou seja, o PHC). </li><li> Note-se que no segmento anterior, a RPC aparece mais cedo do que a ERC, e flancos lateralmente através de todo o seu curso. </li><li> Após a ERC desaparece, note que o PRC subsume seu lugar no PHG e continua por 3 mm. </li><li> Para além deste segmento, rastrear o PHG posterior, em que o APS tem em toda a largura do PHG até a sua extremidade 30. </li></ol></li><li> Anterior Fatias do PHG <ol><li> Definir a primeira fatia do RPC com o aparecimento do CS 25,39. Antes do início do CEI, rastrear a RPC a partir do bordo medial do banco lateral do CS para o fundo lateral do giro de Schwalbe, ou que de um medial se dois giros de Schwalbe estão presentes, ou o ponto central da dorsal superfície temporopolar na ausência deste giro 25,39. </li><li> Comece a traçar o mm a ERC 5nterior ao limen insula 40,41. </li><li> Continuar o rastreio do CEI usando o fundo do sulco temporopolar medial como a extremidade superior de 40, e o fundo do sulco semianular após o AMY aparece, ou o ponto em que o prolongamento imaginário do feixe angular satisfaz a cavidade ventricular se o sulco é semianular indistinguíveis 25. Note-se que se estende inferiormente para atender a cavidade ventricular ou a superfície pial directamente. </li><li> A fronteira entre a República Popular da China e da ERC pode variar de fatia a fatia. <ol><li> Quando o CS é profundo (≥ 1,5 cm), trace a RPC a partir da borda medial do banco medial deste sulco, ao ponto médio do seu banco lateral, 25. </li><li> Em casos com um regular CS (profundidade de 1-1,5 cm), rastrear a RPC, tal como a zona do ponto médio do banco medial do sulco colateral à extremidade medial do banco lateral do sulco 25. </li><li> Com um &lt;em&gt; CS rasas (&lt;1 cm), trace a RPC a partir do fundo deste sulco para o ponto médio da coroa do giro fusiforme 25. </li></ol></li><li> Quando o CS é interrompida, geralmente no nível do ápice uncal, por um pequeno giro emergentes de seu fundo de olho, trace o PRC para o fundo do sulco lateral 25. Incluir ou excluir substância branca de acordo com a meta para o ROI. </li><li> Trace o CEI até 1,5 milímetros posterior para o vértice do uncus, ou no final do giro intralimbicus 42. </li><li> Estender o traçado da RPC medialmente para ocupar o lugar do CEI após o seu término, onde as definições para que estes continuam a aplicar-se até 4,5 milímetros posterior ao ápice uncal, ou o fim do giro intralimbicus 42. A RPC é, então, substituído pelo PHC 25,30. </li></ol></li><li> Posteriores Fatias do PHG <ol><li> Comece a traçar o PHC no posterior fatia para o fim do PRC, até 4 de mm posterior para tele extremidade da cauda HC 32. Definições alternativas na literatura encontram-se descritos na secção Discussão. Mais uma vez, incluir ou excluir substância branca dependendo do objetivo. </li><li> Delinear a APS, utilizando o mesmo método descrito na parte posterior da RPC, após o desaparecimento do CEI. Também use a substância branca do cíngulo como a borda superior, uma vez que aparece. Continuar o rastreio desta forma até que a aparência do sulco calcarino, o que restringe o APS superomedially para a borda inferior do sulco 30. </li><li> Se um mini-sulco aparecer antes do surgimento do sulco calcarino, incluí-la na segmentação, mas ser cauteloso em diferenciá-lo do sulco calcarino. </li></ol></li></ol>

The authors have no conflicts of interest to declare.

Tradicionalmente, a segmentação manual foi considerado o padrão ouro por muitos pesquisadores. No entanto, uma determinação precisa das estruturas individuais tem sido complicada pela morfologia altamente variável das estruturas MTL, e por os geralmente fracos contrastes MRI destas estruturas contra as áreas circundantes do tecido e não neurais neurais. Historicamente, tem havido descrições conflitantes na literatura para algumas estruturas MTL. Em alguns casos de segmentar a RPC, por exemplo, o sulco colatera...

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

O lobo temporal medial (MTL), uma área de putativo do mais alto nível de integração das informações sensoriais 1, tem sido um assunto freqüente de análises direcionadas. Por exemplo, o hipocampo e as áreas hipocampal associados têm sido extensivamente estudadas na pesquisa de memória 2-5. Além disso, o papel da amígdala tem sido frequentemente enfatizado na pesquisa que examina emoção processamento e interações emoção-cognição 6-11. Recentemente, várias regiões MTL também têm recebido atenção no campo emergente da neurociência personalidade, que liga a estrutura e função dessas e de outras regiões do cérebro para a variação individual em traços de personalidade 12. A avaliação da anatomia e função das estruturas MTL pode ser importante para facilitar o diagnóstico de doenças degenerativas em que as anomalias estruturais e funcionais específicas podem ocorrer em diferentes estruturas MTL. Por exemplo, na doença de Alzheimer (DA), um significativotroféu do córtex entorrinal e hipocampo pode ser observado 13,14, e atrofia do hipocampo pode prever a transição de comprometimento cognitivo leve e 15 AD. Algoritmos automáticos de segmentação recentemente se tornaram populares para segmentar estruturas corticais e subcorticais, mas como com qualquer ferramenta, estes programas inevitavelmente encontrar erros em alguns casos. Em tais casos, um pesquisador deve estar equipado com o conhecimento e as diretrizes para reconhecer as fronteiras anatômicas das estruturas MTL. A tendência na literatura existente tem sido alvo sub-regiões MTL individuais 16-21, com muitos protocolos que tendem a se concentrar em hipocampo 16-19. Ao contrário da maioria das diretrizes publicadas disponíveis para rastreamento MTL, o presente protocolo fornece um conjunto abrangente de diretrizes que permitam a clara localização de todas as sub-regiões MTL. Traçando diretrizes para as seguintes estruturas MTL são descritos: a amígdala (AMY), o hipocampo (HC), o córtex perirhinal (PRC), o córtex entorrinal (ERC), eo córtex hipocampal (APS). A AMY eo HC são traçados em primeiro lugar, e são seguidas de giro hipocampal (GPH) estruturas. Note-se que o termo genérico HC é usado aqui para referir-se à formação de HC, o que engloba a HC adequada, o subiculum, e o segmento posterior do uncus 22-24. Além disso, note que o PHG pode ser dividido em dois segmentos, a porção anterior e a porção posterior. Dentro da porção anterior do PHG, ele pode ser dividido em o PHG anterior lateral e medial, cujas áreas cortical corresponde à República Popular da China e da ERC, respectivamente. A APS, a área cortical da porção posterior do PHG, corresponde ao córtex hipocampal adequada. Por razões de simplicidade, nós estaremos usando os termos RPC e ERC para se referir ao PHG anterior lateral e medial, e PHC para se referir ao PHG posterior. O segmentation para cada estrutura começa com uma localização grosseira das bordas anteriores e posteriores, juntamente com outros pontos de referência relevantes, que é depois seguido pelo traçado real realizado fatia-a-fatia no plano coronal, em uma anterior-posterior/rostro-caudal direção. Em todos os casos, as seções sagital e axial são monitoradas de perto para auxiliar a localização de fronteiras e pontos anatômicos. A necessidade de tais orientações de rastreio é também ilustrado nas figuras indicam eventuais diferenças entre a produção de protocolos de segmentação automáticos e manuais. A vantagem de um protocolo que descreve todas as estruturas MTL no formato visual actual é que as variações na anatomia (por exemplo, o sulco colateral [CS] profundidade) que podem afectar as definições de fronteira pode ser descrita em contexto com a anatomia circundante (ex. , da RPC e ERC bordas medial e lateral variam em localização, dependendo da profundidade do CS 25 </sup&gt;). Isto pode não ser clara ou compreensível para um traçador inexperiente ou um traçador experiente que apenas traça estruturas simples ou separados, e para o nosso conhecimento, uma diretriz como visualmente abrangente não existe. O presente protocolo é uma apresentação explícita das diretrizes utilizadas para rastreamento MTL em uma investigação anterior identificando contribuições diferenciais de sub-regiões MTL ao efeito de memória aumentando de emoção 26, adaptado às imagens resolução cerebrais superiores permitidos pela evolução recente da ressonância magnética estrutural (RM) . O traçado é ilustrado em scans obtidos a partir de um voluntário saudável (feminino, 24 anos), usando um scanner 3T MR. Imagens anatômicas foram adquiridos em 3D MPRAGE (TR = 1.800 ms; TE = 2,26 ms; FOV = 256 x 256 mm; tamanho do voxel = 1 x 0,5 x 0,5 mm) com uma aquisição ângulo paralelo ao AC-PC. Se os dados de imagem é adquirida com um ângulo de aquisição diferente, como orientação oblíqua, os dados devem ser reglivrado de um paralelo ou perpendicularmente à AC-PC, de modo que as descrições anatômicas marco traduzir de forma adequada. As imagens foram então convertidas para formato NIfTI e entrada em software segmentação 27 para o rastreamento manual. Dados de digitalização utilizados no protocolo atual foram coletados como parte de um estudo que foi aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional, eo voluntário fornecido consentimento por escrito. Ao desenhar a informação dos vários protocolos de rastreamento separados para estas estruturas 18-22,28-31, bem como de análises e atlas 23,32,33 anatômicas, o presente protocolo apresenta um conjunto abrangente de diretrizes que tratam de inconsistências na literatura existente. Complementado por materiais visuais que acompanham, este trabalho espera-se promover a compreensão mais clara das estruturas MTL, e despertar o interesse de futuras pesquisas na adoção de segmentação manual, como um método primário de rastreamento MTL ou como suplementaçãory método para segmentação automática. Ao fornecer um guia preciso, intuitivo, e conveniente para a compreensão da anatomia MTL, este protocolo vai ajudar os pesquisadores a identificar a localização de todas as sub-regiões MTL, em relação às suas estruturas vizinhas, mesmo quando apenas algumas estruturas MTL são especificamente orientadas para análises. Isto não só irá aumentar a precisão de localização, mas também irá ajudar a tomar decisões informadas traçadores em casos de variação morfológica, que é altamente provável no MTL. Estas orientações podem ser aplicadas às pesquisas envolvendo investigações de ressonância magnética estrutural e / ou funcionais do MTL, incluindo análises volumétricas e cérebro detecção de anomalias, bem como os procedimentos que localizam para funcional, anatômica e análises tractographic, em grupos saudáveis. O presente protocolo também pode ser usado para informar a segmentação de estruturas MTL para os pacientes (por exemplo, pacientes com atrofia), se os principais marcos anatômicos são relativamente preservadas. Rastreamento assunto clínicoDados &#39;s podem levar tempo e esforço adicional, dependendo da gravidade da atrofia e / ou alterações anatómicas. É importante ter em conta a distinção entre giros e córtices ao definir o ROI. Anatomicamente, giro aqui refere-se tanto matéria branca e cinzenta, enquanto córtex refere-se a cinza assunto só. Dependendo do uso pretendido do ROI, segmentações podem incluir matéria branca ou excluí-lo. Recomendamos o traçado a ser realizada em seqüência, subestrutura por subestrutura, um hemisfério de cada vez. Alguns pacotes de software de 34 permitir detectar fronteiras delineadas em uma fatia para ser colado em fatias subseqüentes, um recurso que acelera o processo. É sempre aconselhável fazer referência ao hemisfério oposição, conforme necessário, a fim de verificar se há consistência entre os dois lados (por exemplo, na detecção de marcos anatômicos). Como alternativa, o traçado paralelo das mesmas estruturas dentro os dois hemisférioss também podem ser realizadas. Independentemente de saber se o traçado é seqüencial ou em paralelo, uma vez que o processo for concluído, os traçadores deve verificar o resultado final e fazer os ajustes necessários, fazendo referência a ambos os hemisférios e múltiplas visões de avião. Dependendo da experiência do traçador ea resolução dos dados de imagem, segmentação manual do MTL para dados sujeitos saudáveis ​​pode levar 8-10 horas ou mais, no caso de um traçador de principiante, a 3-4 horas, no caso de um experiente. <img alt="Figura 1" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig1highres.jpg" width="400" /> Visão geral Figura 1. Um 3D do MTL, traçou com o presente protocolo. Estruturas aqui mostrados são o AMY (vermelho), o HC (azul), República Popular da China (amarelo), o CEI (rosa), ea APS (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

O presente artigo descreve um protocolo abrangente para traçado manual do conjunto de regiões do cérebro que compreende o lóbulo medial temporal (MTL): amígdala, o hipocampo e as regiões hipocampal associados (perirrinal, entorhinal e hipocampal adequada). Diferentemente da maioria dos outros protocolos de rastreamento disponíveis, geralmente concentrando-se em determinadas áreas (por exemplo, MTL, amígdala e / ou hipocampo), a perspectiva integradora adotada pelas diretrizes atuais de rastreamento permite a clara localização de todas as sub-regiões MTL. Ao integrar informações de uma variedade de fontes, incluindo os protocolos de rastreamento existentes visando separadamente várias estruturas MTL, relatórios histológicos, e atlas do cérebro, e com o complemento de materiais visuais ilustrativos, o presente protocolo fornece um guia preciso, intuitivo, e conveniente para a compreensão da anatomia MTL. A necessidade de tais diretrizes de rastreamentotambém é enfatizada por ilustrando as possíveis diferenças entre os protocolos de segmentação automática e manual. Este conhecimento pode ser aplicado para a pesquisa envolvendo não só as investigações de ressonância magnética estrutural, mas também co-localização e sinal de fMRI extração estrutural-funcional de ROIs anatomicamente definidas, em grupos saudáveis ​​e clínicos similares.

Ilustração de possíveis diferenças entre a segmentação manual e automática Um modelo 3D da segmentação manual para o AMY, HC, RPC, CEI, e APS é mostrado na Figura 1, e uma secção sagital da segmentação é mostrado na Figura 2. Para o propósito de ilustrar extremas possíveis diferenças entre manual e automática traçados, fatias do AMY de um sujeito representativo com a segmentação automática errônea foram justapostos co...

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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.

Um protocolo abrangente para segmentação manual das estruturas do lobo temporal medial

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 visualizações.  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.

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

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.

O dispositivo NeuroStar TMS: Conduzindo a FDA Aprovado protocolo para o tratamento da depressão

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

Neurociência

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.

Imagens de cálcio de odor-provocou respostas no Drosophila Lobo 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.

Preparação de fatias parassagital de Investigação de dorso-ventral Organização do Rodent córtex medial entorrinal

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.

Drenagem Manual dos Zebrafish ventrículos cerebrais embrionárias

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.

Identificação de voláteis olfativas utilizando cromatografia gasosa-Multi-unidade Gravações (GCMR) no lobo antenal Inseto

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 resolução<em&gt; In Vivo</em&gt; Manual Protocolo Segmentação para hipocampo humano subcampos Utilizando Ressonância Magnética 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 ...

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.

Um de uma etapa simples protocolo de dissecação para Whole mount-Preparação do Adulto<em&gt; Drosophila</em&gt; Brains

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.

Exposição do SNC porco para análise histológica: A manual por decapitação, crânio de abertura, e Cérebro Remoção

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.

O poder do intervalo de Interstimulus para a avaliação do processamento Temporal em 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.

Aplicação do ruído estocástico para avaliação da sensibilidade do Neuron do núcleo vestibular medial in vitro

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