Name: functional imaging of auditory cortex in adult cats using high-field fmri
Uploaded: 2014-02-19T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI at JoVE.com

המחברים רוצים להכיר את תרומתם של קייל גילברט, שעיצב את סליל RF המותאם אישית, וקווין בארקר, שעיצב את מזחלת MRI התואמת. עבודה זו נתמכה על ידי המכון הקנדי לבריאות מחקר (CIHR), מדעי טבע והנדסת מועצת מחקר של קנדה (NSERC), וקנדה הקרן לחדשנות (CFI).

ההליך הבא יכול להיות מיושם על כל ניסוי הדמיה שבהרדים חתולים נמצאים בשימוש. צעדים אשר באופן ספציפי נדרשים לניסויים שמיעתיים (שלבים 1.1-1.7, 2.8, 4.1) יכולים להיות שונה כדי להתאים את פרוטוקולי גירוי חושיים אחרים. כל הליכי הניסוי קיבלו את א...

בתכנון ניסוי fMRI למודל חיה מורדם של תפקוד שמיעתי, צריכים להינתן בנושאים הבאים שיקול דעת: (i) את ההשפעה של הרדמה על תגובות בקליפת המוח, (ii) את ההשפעה של רעש סורק רקע, וכן (iii) אופטימיזציה של שלב איסוף הנתונים של ההליך ניסיוני. בעוד הכנה ה...

הבנה הנוכחית של עיבוד שמיעתי ביונקים נובעת בעיקר ממחקרי אלקטרו פולשנית בקופים 1-5, חמוסים 6-10, 11-14 עטלפים, מכרסמים 15-19, 20-24 וחתולים. טכניקות אלקטרו בדרך כלל לנצל microelectrodes תאי כדי להקליט את הפעילות של נוירונים בודדים ומרובים בתוך שטח קטן של רקמה עצבית המקיפה את הקצה האלקטרודה. הוקם שיטות פונקציונליות הדמיה, כגון הדמיה אופטית והדמיה תפקודית בתהודה מגנטית (fMRI), משרתים משלים כשימושי להקלטות תאיים על ידי מתן פרספקטיבה מקרוסקופית של פעילות מונעת בו זמנית על פני מספר אזורים, במרחב שונה של המוח. הדמיה אופטית אות פנימית מאפשרת הדמיה של פעילות עוררת במוח על ידי מדידת שינויים הקשורים לפעילות במאפייני ההחזרה של רקמת פני השטח תוך fMRI מנצל את הדם בחמצן ברמה תלוי (BOLD)בניגוד למדידת שינויים המודינמית עורר גירוי באזורי מוח שפעילים במהלך משימה מסוימת. הדמיה אופטית דורשת חשיפה ישירה של פני השטח של קליפת המוח לצעדי שינויים בהחזרת רקמות פני השטח הקשורים לפעילות עוררת גירוי 25. לשם השוואה, ה-fMRI הוא לא פולשנית ומנצלת את תכונות פאראמגנטיים דם deoxygenated למדוד גם משטח קליפת המוח 26-28 ו27,29 פעילות עוררת מבוסס מענית בתוך גולגולת שלמה. מתאמים חזקים בין אות BOLD והפעילות עצבית בקופים לא אנושית חזותית 30 קליפה וקליפת המוח שמיעתי באדם ביום 31 בלאמת fMRI ככלי שימושי ללמוד את התפקוד חושי. מאז fMRI כבר נעשה שימוש נרחב ללמוד תכונות של המסלול השמיעתי כגון ארגון tonotopic 32-36, lateralization של תפקוד שמיעתי 37, דפוסים של הפעלה בקליפת המוח, זיהוי של אזורים בקליפת המוח 38, אפקטים של קולעוצמה על נכסי שמיעה תגובה 39,40, ומאפיינים של קורס BOLD זמן תגובת 29,41 באדם, קוף, ומודלים של עכברים, את הפיתוח של פרוטוקול הדמיה תפקודי מתאים ללמוד לתפקד שמיעתי בחתול יספק השלמה שימושית ספרות ההדמיה התפקודית. בעוד fMRI שימש גם כדי לחקור היבטים פונקציונליים שונים של קליפת המוח הראייתית של החתול בהרדים 26-28,42, מספר מחקרים בשימוש בטכניקה זו כדי לבחון עיבוד חושי בחתול שמיעתי קליפת המוח. מטרתו של הפרוטוקול הנוכחי היא להקים שיטה יעילה של שימוש ב-fMRI לכמת פונקציה בקליפת המוח השמיעתית של החתול המורדם. הפרוצדורות שתוארו בכתב היד הזה כבר השתמשו בהצלחה כדי לתאר את התכונות של קורס זמן תגובת BOLD בחתול הבוגר השמיעתי הקליפה 43.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Material</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Atropine sulphate injection 0.5 mg/mL</td>
 <td>Rafter 8 Products</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Acepromazine 5 mg/mL</td>
 <td>Vetoquinol Inc.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ketamine hydrochloride 100 mg/mL</td>
 <td>Bimeda-MTC</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dexmedetomidine hydrochloride (Dexdomitor 0.5 mg/mL)</td>
 <td>Orion Pharma</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isoflurane 99.9%</td>
 <td>Abbott Laboratories</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lidocaine (Xylocaine endotracheal 10 mg/metered dose)</td>
 <td>Astra Zeneca</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lubricating opthalmic ointment (Refresh Lacri Lube)</td>
 <td>Allergan Inc.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Saline 0.95%</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IV Catheter 22g (wings)</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IV Extension Set</td>
 <td>Codan US Corp.</td>
 <td>BC 269</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IV Administration Set 10 drips/mL</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Endotracheal tube 4.0</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Heating pads (Snuggle Safe)</td>
 <td>Lenric C21 Ltd.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Syringe 60 mL</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Equipment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>External sound card</td>
 <td>Roland Corporation</td>
 <td>Cakewalk UA-25EX</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Stereo power amplifier</td>
 <td>Pyle Audio Inc.</td>
 <td>Pyle Pro PCAU11</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MRI-compatible insert earphone system</td>
 <td>Sensimetric Corporation</td>
 <td>Model S14</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Foam ear tips for insert earphones</td>
 <td>E-A-R Auditory Systems</td>
 <td>Earlink 3B</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>End-tidal CO2 monitor</td>
 <td>Nellcor&nbsp;</td>
 <td>N-85</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MRI-compatible pulse oximeter</td>
 <td>Nonin Medical Inc.</td>
 <td>Model 7500</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Syringe pump</td>
 <td>Harvard Apparatus</td>
 <td>70-2208</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

functional imaging of auditory cortex in adult cats using high-field fmri

ידע הנוכחי של עיבוד חושי במערכת השמיעה של היונקים נגזר בעיקר ממחקרי אלקטרו במגוון של מודלים של בעלי חיים, ביניהם קופים, חמוסים, עטלפים, מכרסמים, וחתולים. על מנת לערוך הקבלות מתאימות בין דגמי אדם ובעלי החיים של תפקוד שמיעתי, חשוב להקים גשר בין מחקרים בבני אדם פונקציונליים הדמיה ומחקרי אלקטרו בעלי חיים. דימות תהודה מגנטית תפקודיות (fMRI) היא שיטה שהוקמה, פולשנית למדידת דפוסים רחבים של פעילות המודינמית על פני אזורים שונים של קליפת המוח. טכניקה זו נעשתה שימוש נרחב כדי לחקור את תפקוד חושי במוח האנושי, הוא כלי שימושי בקישור לימודים של עיבוד שמיעתי בשני בני אדם ובעלי חיים ושמש בהצלחה לחקור תפקוד שמיעתי בקופים ומכרסמים. הפרוטוקול הבא מתאר הליך ניסיוני לחקירת תפקוד שמיעתי במבוגרים בהרדמהחתולים על ידי מדידת שינויים המודינמית עורר גירוי שמיעתי בקליפת המוח באמצעות fMRI. שיטה זו מאפשרת השוואה של התגובות המודינמית פני דגמים שונים של תפקוד שמיעתי ובכך מובילות להבנה טובה יותר של תכונות מינים עצמאיים של קליפת המוח השמיעתית של היונקים.

נתונים תפקודיים נציג נרכשו בסורק שעם אופקי 7T ונותחו באמצעות ארגז הכלים סטטיסטי מיפוי פרמטרית ב-Matlab. תגובות המודינמית קליפת המוח חזקה לגירוי שמיעתי באופן עקבי נצפו בחתולים באמצעות פרוטוקול הניסוי המתואר 43. איור 6 ממחיש את הפעלת BOLD ב2 בעלי חיים בתגובה לג...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI at JoVE.com

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

מחקרים תפקודיים של מערכת השמיעה אצל יונקים באופן מסורתי שנערכו תוך שימוש בטכניקות מרחבית ממוקדות כגון קלטות אלקטרו. הפרוטוקול הבא מתאר שיטה של ​​הדמיה דפוסים בקנה מידה גדולה של פעילות המודינמית עוררה בחתול השמיעתי קליפת המוח באמצעות תהודה מגנטית תפקודית.

הדמיה תפקודית של השמיעתי Cortex בחתולים בוגרים באמצעות גבוהה שדה fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Chronic Imaging of Mouse Visual Cortex Using a Thinned-skull Preparation

הדמיה כרונית של עכבר-Visual Cortex שימוש ההכנה סחוט הגולגולת

In vivo imaging using two-photon laser scanning microscopy (2PLSM) allows the study of living cells and neuronal processes in the intact brain. The ...

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

התאמת תגובות התנהגותיות לאותות-fMRI של קליפת המוח הקדם חזיתית האנושי: בחינת תהליכים קוגניטיביים באמצעות ניתוח משימה

The aim of this methods paper is to describe how to implement a neuroimaging technique to examine complementary brain processes engaged by two similar ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

שיתוף ניתוח של מבנה המוח ותפקודו באמצעות fMRI ודיפוזיה משוקללת הדמיה

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

גירוי מוחי עמוק עם fMRI סימולטני במכרסמים

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

Live Imaging of Mitosis in the Developing Mouse Embryonic Cortex

הדמיה חיה של מיטוזה בCortex עכבר עוברי פיתוח

Although of short duration, mitosis is a complex and dynamic multi-step process fundamental for development of organs including the brain. In the ...

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

שני פוטונים<em&gt; In vivo</em&gt; הדמיה של קוצים הדנדריטים בCortex העכבר באמצעות דלילה, גולגולת הכנה

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as ...

Live Imaging of Primary Cerebral Cortex Cells Using a 2D Culture System

חיים הדמיה של קליפת המוח ראשי תאים באמצעות מערכת תרבות 2D

During cerebral cortex development, progenitor cells undergo several rounds of symmetric and asymmetric cell divisions to generate new progenitors or ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

הדמיה פעילות עצבית בתוך קליפת המגע הראשי באמצעות Thy1-העכברים הטרנסגניים GCaMP6s

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

Real-Time fMRI Brain Mapping in Animals

מיפוי מוח fMRI בזמן אמת בבעלי חיים

Dynamic fMRI responses vary largely according to the physiological conditions of animals either under anesthesia or in awake states. We developed a ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

הקלטה אלקטרוקורטיקוגרפית של אזורי קליפת המוח מניפולציה באמצעות וירוס הקשור אדנו מיקוד Cofilin בעכברים

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...