Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) зрительной коры с широкоугольной ретинотопической стимуляцией

Резюме

Мы разработали методы картирования функции зрительной коры с использованием большего количества поля зрения, чем обычно используется. Этот подход имеет потенциал для улучшения оценки нарушений зрения и заболеваний глаз.

Аннотация

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) с высоким разрешением, зависящая от уровня оксигенации крови (BOLD) с широким обзором, может быть использована для функционального картирования периферической и центральной зрительной коры. Этот метод измерения функциональных изменений зрительного мозга позволяет функционально картировать затылочную долю, стимулируя >100° (±50°) или более поля зрения, по сравнению со стандартными установками визуального представления фМРТ, которые обычно охватывают <30° поля зрения. Простая широкоугольная система стимуляции для BOLD fMRI может быть настроена с помощью обычных МР-совместимых проекторов, поместив большое зеркало или экран близко к лицу субъекта и используя только заднюю половину стандартной головной катушки, чтобы обеспечить широкий угол обзора, не мешая обзору. Широкоугольная карта ретинотопической фМРТ может быть затем визуализирована с использованием различных парадигм ретинотопической стимуляции, и данные могут быть проанализированы для определения функциональной активности областей зрительной коры, соответствующих центральному и периферическому зрению. Этот метод обеспечивает практичную, простую в реализации систему визуального представления, которая может быть использована для оценки изменений в периферической и центральной зрительной коре из-за заболеваний глаз, таких как глаукома, и потери зрения, которая может им сопутствовать.

Введение

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) является ценным методом для оценки изменений регионарной сосудисто-нервной функции в зрительной коре в ответ на стимулы, поскольку изменения в регионарном кровотоке коррелируют с активацией областей мозга ^1,2. Измерения сигналов, зависящих от уровня оксигенации крови (BOLD) с высоким разрешением, отражают изменения в дезоксигемоглобине, которые обусловлены локальными изменениями кровотока и оксигенации крови в головном мозге ^1,2. Паттерны активности BOLD, собранные из данных фМ....

протокол

Исследования с участием людей проводились в соответствии с институциональными рекомендациями Научного центра здоровья Техасского университета и Университета Стоуни-Брук, с получением информированного согласия участников на эти исследования и использование их данных.

1. Настройка МРТ-сканера и протоколов визуализации

1. Для фМРТ используйте МРТ-сканер 3 Т с многоканальными катушками приемной головки. Также можно использовать различные напряженности поля, но могут возникнуть трудности с отношением сигнал/шум (SNR) или артефактами искажений, поэтому отрегулируйте их соответствующим образом. Используйте только заднюю пол....

Результаты

Девять участников с диагнозом ПОУГ (четверо мужчин, 36-74 года) и девять здоровых добровольцев соответствующего возраста (шесть мужчин, 53-65 лет) были оценены с использованием вышеупомянутого широкоугольного протокола фМРТ, как ранее описано Zhou et al³. ПОУГ был клинически подтве?.......

Обсуждение

Приведенный выше протокол использования широкоугольной ретинотопической фМРТ является инновационным методом оценки влияния потери зрения и заболеваний глаз на головной мозг. Благодаря широкопольному ретинотопическому картированию зрительной коры с использованием экрана с более ш.......

Материалы

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