Name: high-resolution functional magnetic resonance imaging methods for human midbrain
Uploaded: 2012-05-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain at JoVE.com

Этот материал основан на работе, при поддержке Национального научного фонда, грант БКС 1063774.

1. Полярно-угол Стимул Топография и психофизики Для получения полярного угла retinotopic карту в СК, мы используем 90 ° клин движущейся точки в качестве стимула (эксцентриситет 2-9 °, угол зрения, средняя точка скоростью 4 ° / сек) (рис. 1). Известно, что деятельность в СК повы...

<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>

Наши приобретения и анализа данных методов позволяет измерять нейронной активности в подкорковых структурах головного мозга человека с высоким разрешением (1,2 вокселей мм). 3 выстрела спираль приобретение снижает физиологический шум, что особенно вредно для измерения МРТ всего мозга....

high-resolution functional magnetic resonance imaging methods for human midbrain

Функциональная МРТ (фМРТ) является широко используемым инструментом для неинвазивного измерения корреляты человеческой деятельности мозга. Тем не менее, его использование в основном были сосредоточены на измерении активности на поверхности коры головного мозга, а не в подкорковых областях мозга, таких как и мозга. Подкорковые МРТ необходимо преодолеть две проблемы: пространственное разрешение и физиологические шумы. Здесь мы опишем оптимизированный набор методов, разработанных для выполнения с высокой разрешающей МРТ в человеческом SC, структуры на спинной поверхности мозга; методы могут быть использованы для других изображений мозга и подкорковых структур. Высокое разрешение (1,2 мм вокселей) МРТ СК требует нетрадиционного подхода. Желаемой пространственной выборки получены с использованием мульти-кадр (с чередованием) спираль приобретения 1. Так, T 2 * ткани SC больше, чем в коре головного мозга, соответственно, больше времени эхо (Т Е ~ 40 мс) используется для максиMize функциональный контраст. Для покрытия в полном объеме СК, 8-10 кусочки получаются. Для каждой сессии структурной анатомии с теми же рецепта, как часть МРТ также получено, который используется для выравнивания функциональной данных высокого разрешения ссылкой объеме. В отдельной сессии по каждому предмету, мы создаем с высоким разрешением (0,7 мм выборки) ссылка громкость с помощью Т 1-взвешенной последовательности, что дает хороший контраст ткани. В своем обращении объема, среднего мозга регионе сегментирован использованием ИТК-SNAP приложении 2. Эта сегментация используется для создания 3D-представление поверхности мозга, который является одновременно плавное и точное 3. Поверхность вершин и нормалей используется для создания карты глубины от поверхности мозга в ткани 4. Функциональные данные преобразуются в системе координат сегментированных объем ссылки. Глубина объединения вокселейпозволяют усреднение МРТ временных рядов данных в указанном диапазоне глубины для улучшения качества сигнала. Данные предоставляются на поверхности 3D-визуализации. В нашей лаборатории мы используем этот метод для измерения топографических карт визуальной стимуляции и скрытых и явных визуальных внимание в SC 1. Например, мы показываем, топографические представления полярного угла к визуальной стимуляции в СК.

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

В этой статье описываются методы для выполнения высокого разрешения функциональной магнитно-резонансной томографии с 1,2 мм отбор проб в человеческом мозге и подкорковых структур с использованием 3T сканера. Использование этих методов для решения топографических карт визуальной стимуляции в человеческом верхний бугорок (SC) приводится в качестве примера.

Высокое разрешение функциональной магнитно-резонансной томографии методы по правам мозга

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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

Несколько мыши нейроанатомической Магнитно-резонансная томография

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

Быстрое подход к высоким разрешением флуоресценции в Semi-ломтики толщиной мозга

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

Использование магнитно-резонансной спектроскопии как инструмент для измерения Би-полушария транскраниальной электрической стимуляции эффектов на первичной моторной коры обмена веществ

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

Метаболомики Анализ мозга крысы путем высокого разрешения ядерной магнитно-резонансной спектроскопии тканевых экстрактах

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

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

Высокое разрешение<em&gt; В Vivo</em&gt; Руководство Сегментация Протокол по населенным гиппокампа подполей Использование 3Т Магнитно-резонансная томография

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

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

Высокое разрешение Структурная магнитно-резонансная томография в подкорке человека<I&gt; В Vivo</I&gt; И Посмертный

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 ...

A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia

Магнитно-резонансная томография протокол для оценки времени начала инсульта в постоянных церебральной ишемии

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in Chronic Spinal Cord Compression

Диффузия тензора магнитно-резонансная томография при хроническом сжатии спинного мозга

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic ...

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

Получение данных функциональной магнитно-резонансной томографии в состоянии покоя у крысы

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)

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

Модель эндоваскулярной перфорации субарахноидального кровоизлияния в сочетании с магнитно-резонансной томографией (МРТ)

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