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Methodenartikel

Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) der Sehrinde mit retinotopischer Stimulation

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DOI:

10.3791/65597

⸱

8. Dezember 2023

 ,  ,  ,  , 
1Renaissance School of Medicine at Stony Brook University, 2Department of Radiology, University of Colorado School of Medicine, 3Department of Radiology, Montefiore-Einstein, 4Department of Radiology, School of Medicine, Stony Brook University

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir haben Techniken entwickelt, um die Funktion des visuellen Kortex abzubilden und dabei mehr vom Gesichtsfeld zu nutzen, als üblicherweise verwendet wird. Dieser Ansatz hat das Potenzial, die Beurteilung von Sehstörungen und Augenerkrankungen zu verbessern.

Zusammenfassung

Die hochauflösende retinotope Blutoxygenierungsniveau-abhängige (BOLD) funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) mit einer Weitwinkeldarstellung kann zur funktionellen Kartierung des peripheren und zentralen visuellen Kortex verwendet werden. Diese Methode zur Messung funktioneller Veränderungen des visuellen Gehirns ermöglicht eine funktionelle Kartierung des Okzipitallappens, die >100° (±50°) oder mehr des Gesichtsfeldes stimuliert, im Vergleich zu Standard-fMRT-Präsentationsaufbauten, die normalerweise <30° des Gesichtsfeldes abdecken. Ein einfaches Weitwinkel-Stimulationssystem für BOLD fMRT kann mit gängigen MR-kompatiblen Projektoren eingerichtet werden, indem ein großer Spiegel oder eine Leinwand in der Nähe des Gesichts des Probanden platziert wird und nur die hintere Hälfte einer Standard-Kopfspule verwendet wird, um einen weiten Betrachtungswinkel zu bieten, ohne die Sicht zu behindern. Die retinotope fMRT-Karte mit breiter Ansicht kann dann mit verschiedenen retinotopen Stimulationsparadigmen abgebildet werden, und die Daten können analysiert werden, um die funktionelle Aktivität visueller kortikaler Regionen zu bestimmen, die dem zentralen und peripheren Sehen entsprechen. Diese Methode bietet ein praktisches, einfach zu implementierendes visuelles Präsentationssystem, mit dem Veränderungen im peripheren und zentralen visuellen Kortex aufgrund von Augenerkrankungen wie Glaukom und dem damit einhergehenden Sehverlust beurteilt werden können.

Einleitung

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist eine wertvolle Methode, um Veränderungen der regionalen neurovaskulären Funktion innerhalb des visuellen Kortex als Reaktion auf Reize zu beurteilen, da Veränderungen des regionalen Blutflusses mit der Aktivierung von Hirnregionen korrelieren 1,2. Hochauflösende retinotope Blutoxygenierungsniveau-abhängige (BOLD) Signalmessungen stellen Veränderungen des Desoxyhämoglobins dar, die durch lokalisierte Veränderungen des Blutflusses und der Blutsauerstoffversorgung im Gehirn angetrieben werden 1,2. BOLD-Aktivitätsmuster, die aus fMRT-Daten gesammelt werden, können verwendet werden, um den peripheren und zentralen visuellen Kortex funktionell zu kartieren und Veränderungen in der retinotopen Karte als Reaktion auf Sehbehinderung und Neurodegeneration zu erkennen3.

In den meisten früheren fMRT-Studien wurden nicht-retinotope Stimuli mit eingeschränkter Sicht (ca. ±12° des zentralen Gesichtsfeldes) oder einfache retinotope Stimuli mit visuellen Reizen mit eingeschränkter Sicht verwendet, die eine begrenzte funktionelle Parzellierung der retinotopen Repräsentation im visuellen Kortex und eine auf das zentrale Gesichtsfeld beschränkte und die Beurteilung nur auf das zentrale Gesichtsfeld mit Ausnahme der Peripherie beschränkten3. Folglich haben Narrow-View-fMRT-Daten inkonsistente BOLD-prozentuale Veränderungen bei Glaukompatienten berichtet 4,5,6. Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten fMRT-Ansätzen zur Beurteilung des peripheren und zentralen Gesichtsfeldes, insbesondere bei der Beurteilung von Erkrankungen wie dem Glaukom.

Das Glaukom ist die Hauptursache für irreversible Erblindung, von der 10 % der Menschen im Alter von 80 Jahren betroffen sind7. Das Glaukom wird durch die fortschreitende, irreversible Neurodegeneration von retinalen Ganglienzellen verursacht, die für die Übertragung visueller Reize an das Gehirn über den Sehnerv verantwortlich sind. Beim primären Offenwinkelglaukom (POWG), der häufigsten Form des Glaukoms, führt ein erhöhter Augeninnendruck zu einer Ausdünnung der retinalen Nervenfaserschicht (RNFL), was zum Verlust des peripheren Sehens führt, gefolgt von peripherer und zentraler Blindheit 8,9,10,11. Histologische Befunde aus Tierversuchen deuten darauf hin, dass das Glaukom zusätzlich zu einer fortschreitenden Neurodegeneration des Sehnervs, des Sehtrakts, des lateralen Nucleus geniculatus, der optischen Strahlung und des visuellen Kortex führt12,13. Die MRT-Technologie bietet eine minimalinvasive Methode, um sowohl die Sauerstoffversorgung des Blutes als auch die Neurodegeneration in der Sehrinde zu beurteilen. Bei Patienten mit Glaukom hat die MRT Hinweise auf eine Atrophie der grauen Substanz in der Sehbahn 13,14,15,16 und eine abnorme weiße Substanz im Chiasma opticus, im Sehtrakt und in der optischen Strahlung gefunden 1,17,18.

Um die Auswirkungen auf die visuelle Verarbeitung weiter zu untersuchen, kann fMRT verwendet werden, um die Gehirnfunktion als Reaktion auf visuelle Hinweise zu erkennen. Das hierin enthaltene Protokoll beschreibt ein neuartiges Verfahren zur Erlangung einer kostengünstigen, breitbildigen retinotopischen Karte unter Verwendung einer hochauflösenden Retinotopie-fMRT mit Weitfeld-Stimuli (>100°), wie von Zhou et al.3 beschrieben. Visuelle Stimuli von expandierenden Ringen und rotierenden Keilen wurden verwendet, um eine retinotope Kartierung der Exzentrizität und des Polarwinkels für die fMRT zu erhalten. Die prozentualen Veränderungen von BOLD fMRT wurden als Funktion der Exzentrizität analysiert, um die Gehirnfunktion zu bewerten, die sowohl dem zentralen als auch dem peripheren Sehen entspricht. Die BOLD-fMRT-prozentuale Veränderung kann verwendet werden, um die Aktivierung im gesamten visuellen Kortex zu visualisieren. Diese fMRT-Messungen stellen eine zuverlässige neue Methode dar, um neurodegenerative Veränderungen und ihre funktionellen Auswirkungen auf die Sehrinde bei Augenerkrankungen mit Gesichtsfeldausfällen wie dem Glaukom zu bewerten.

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Protokoll

Die Forschung mit menschlichen Teilnehmern wurde in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien am University of Texas Health Science Center und an der Stony Brook University durchgeführt, wobei die Einwilligung der Teilnehmer für diese Studien und die Verwendung ihrer Daten eingeholt wurde.

1. Einrichtung des MRT-Scanners und der Bildgebungsprotokolle

  1. Verwenden Sie für die fMRT einen 3T-MRT-Scanner mit Mehrkanal-Empfängerkopfspulen. Es können auch unterschiedliche Feldstärken verwendet werden, die jedoch Schwierigkeiten mit dem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) oder Verzerrungsartefakten verursachen können. Verwenden Sie für die fMRT nur die hintere Hälfte der Kopfspule, um einen größeren Betrachtungswinkel zu ermöglichen, der nicht durch die vordere Hälfte der Spule behindert wird.
  2. eine T1-gewichtete, durch Magnetisierung vorbereitete Rapid-Acquisition-Gradient-Echo-Sequenz (MP-RAGE) mit einer Wiederholungszeit (TR) von 2,2 s, einer Echozeit (TE) von 2,8 ms, einem Sichtfeld (FOV) von 176 mm x 256 mm x 208 mm, einer räumlichen Auflösung von 1 mm x 1 mm x 1 mm, einer Bandbreite von 190 Hz/Pixel und einem Flip-Winkel von 13° einrichten, und einer Scandauer von 3,1 min3.
  3. Richten Sie eine EPI-Sequenz (Gradient-Echo, Echo-Planar Imaging) mit einer TR von 2 s, einer TE von 30 ms, einem Sichtfeld von 220 mm x 220 mm, einer Auflösung in der Ebene von 1,7 mm x 1,7 mm, 29 Schichten mit einer Dicke von 3 mm und einer Bandbreite von 1.500 Hz/Pixel3 ein.
  4. Messen Sie die Abmessungen der Kopfspule und der Scannerbohrung und konstruieren Sie dann einen einfachen Rahmen, indem Sie ein Rohr aus Polyvinylchlorid (PVC) in geeignete Längen schneiden und mit PVC-Bögen verbinden. Besorgen Sie sich einen Spiegel, der mindestens 25 cm breit und 15 cm hoch ist, und befestigen Sie ihn mit Schrauben an einer Kunststoffstange (kleine Löcher können in den Spiegel gebohrt werden).
    1. Befestigen Sie die Enden der Kunststoffstange mit Nylonschrauben am PVC-Rahmen (Abbildung 1A). Achten Sie darauf, dass die Nylonschrauben leicht locker sind, damit der Spiegel von Hand gedreht werden kann, um den Winkel für jeden Teilnehmer zu optimieren.
  5. Machen Sie einen Bildschirm, um in die MRT-Bohrung zu gelangen. Schneiden Sie ein Segment einer Rückprojektionsleinwand ab, das ungefähr die Größe der MRT-Bohrung hat. Konstruieren Sie einen Rahmen, der die Größe der Bohrung hat, und befestigen Sie das Sieb mit Schrauben am Rahmen. Platzieren Sie den Bildschirm im Inneren des Scanners direkt hinter der Kopfspule, um den Abstand zwischen Bildschirm und Spiegel zu minimieren und das Sichtfeld zu maximieren.
    HINWEIS: Wenn die Scannerbohrung groß genug ist, kann ein einzelner Bildschirm verwendet werden, auf den der Teilnehmer direkt blicken kann, anstatt den Spiegel und die Rückprojektionsleinwand einzurichten. Eine Projektionsleinwand, die an einer dünnen Holzplatte als Unterlage befestigt ist, oder eine Platte aus dünnem, mattweißem Kunststoff kann als Leinwand verwendet und anstelle eines Spiegels auf den Rahmen gestellt werden. Der Projektor sollte dann so positioniert und fokussiert werden, dass er die Leinwand ausfüllt und scharf gestellt ist.

2. Vorbereitung der Teilnehmer

  1. Informieren Sie den Teilnehmer über den Ablauf, die Risiken und den Nutzen der fMRT-Untersuchung. Holen Sie ihre Einwilligung nach Aufklärung ein.
  2. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer keine Kontraindikationen für MRT hat. Dazu gehört das Screening auf Herzschrittmacher, Metallimplantate oder Klaustrophobie. Wenn Sie Unsicherheiten haben, wenden Sie sich an einen qualifizierten Radiologen oder Forscher und schließen Sie den Teilnehmer von der Studie aus, wenn eine Unsicherheit besteht.
  3. Erklären Sie das visuelle Stimulationsprotokoll und die Notwendigkeit, dass die Teilnehmer während der fMRT-Scans auf das zentrale Kreuz fixiert werden. Zeigen Sie dem Teilnehmer eine kurze Demonstration der visuellen Stimulation zu Unterrichtszwecken, um ihn mit dem Verfahren vertraut zu machen.
  4. Positionieren Sie den Teilnehmer vorsichtig auf dem Tisch des MRT-Scanners, um sicherzustellen, dass er bequem und entspannt ist. Stellen Sie Ohrstöpsel und/oder ein schalldämpfendes Headset bereit, um die akustischen Geräusche, die der Teilnehmer hört, zu reduzieren und sein Gehör zu schützen.
  5. Immobilisieren Sie den Kopf des Teilnehmers in der hinteren Hälfte des Kopfspulenarrays, indem Sie eine Schaumstoffpolsterung an den Seiten des Kopfes verwenden, um sicherzustellen, dass der Kopf richtig immobilisiert ist, um Bewegungsartefakte zu reduzieren. Verwenden Sie das Positionierungssystem des Scanners und schieben Sie den Tisch in die Scannerbohrung.
  6. Platzieren Sie den Weitwinkelbildschirm oder Spiegel 10 cm von den Augen des Patienten entfernt (Abbildung 1B). Platzieren Sie den Bildschirm in Bohrungsgröße von der Rückseite der Scannerbohrung direkt hinter der Kopfspule. Passen Sie die Position und den Winkel des Spiegels/Bildschirms für jeden Teilnehmer an, um einen konsistenten Betrachtungswinkel zu erreichen.
  7. Stellen Sie sicher, dass sich der Teilnehmer während des gesamten Scans über die Kommunikation über die Gegensprechanlage wohlfühlt.

3. fMRT-Untersuchung des Teilnehmers

  1. Führen Sie einen Lokalisierungsscan mit drei orthogonalen Ebenen sowie Scanneranpassungen und -kalibrierungen für Frequenzanpassung und Shimming durch.
  2. Führen Sie einen anatomischen MP-RAGE-Scan durch, um die EPI-Schichten zu positionieren.
  3. Erstellen Sie visuelle Reize, wie in den folgenden Schritten beschrieben, mit einem Programm zur Durchführung von Verhaltens- oder psychologischen Experimenten.
  4. Zu Beginn des fMRT-Protokolls weisen Sie den Teilnehmer an, sich 10 s lang auf das weiße Kreuz (3° x 3°) zu fixieren, das sich auf einem grauen Hintergrund in der Mitte der Stimuli befinden sollte.
    HINWEIS: Das weiße Kreuz wird vor und nach jedem visuellen Stimulationsparadigma für 10 Sekunden angezeigt. Somit beträgt der gesamte fMRT-Stimulationstest für jedes Paradigma 200 s.
  5. Präsentieren Sie das erste visuelle Stimulationsparadigma (eine Reihe rotierender Keile) für einen Zeitraum von 30 s (was eine Winkelgeschwindigkeit von 6°/s ergibt) und durchlaufen Sie sechs Perioden. Die Keilstimuli sollten 12 Bilder rotierender Keile (ein Scan mit Drehung im Uhrzeigersinn und einer mit Drehung gegen den Uhrzeigersinn) umfassen, die sich bis zum Rand des Bildschirms/Spiegels erstrecken (>100° Gesichtsfeld), mit einem 8 Hz kontrastumkehrenden Schwarz-Weiß-Schachbrettmuster (100 % Kontrast) (Abbildung 2A).
  6. Präsentieren Sie das weiße Kreuz noch einmal für 10 Sekunden.
  7. Wiederholen Sie die Schritte 3.4-3.6 mit dem zweiten visuellen Stimulationsparadigma (eine Reihe von sich ausdehnenden und zusammenziehenden Ringen) für einen Zeitraum von 30 s (Ausdehnung oder Kontraktion mit 1,8°/s des Gesichtsfeldes) und durchlaufen Sie sechs Perioden. Die Ringstimuli sollten acht Frames mit sich ausdehnenden oder zusammenziehenden Ringen (>100° Gesichtsfeld) mit einem 8 Hz kontrastumkehrenden Schwarz-Weiß-Schachbrettmuster (100 % Kontrast) umfassen (Abbildung 2B).
  8. Schieben Sie nach Abschluss der fMRT den Tisch aus der Scannerbohrung heraus und weisen Sie den Teilnehmer an, still zu bleiben. Entfernen Sie den Spiegel/Bildschirm, platzieren Sie den vorderen Teil der Kopfspule zusätzlich zum hinteren und schieben Sie den Tisch zurück in die Mitte des Scanners.
  9. Erfassen Sie einen schnellen Localizer-Scan im Falle einer Bewegung und einen MP-RAGE-Scan mit der vollen Kopfspule.
    HINWEIS: Ein anatomisches Bild mit der gesamten Kopfspule ist für eine genaue Registrierung für Gruppenanalysen und Rekonstruktionszwecke erforderlich.

4. Analyse retinotoper fMRT-Daten

  1. Laden Sie die FreeSurfer-Anwendung für die MRT-Analyse herunter und installieren Sie sie (https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu)20.
    HINWEIS: FreeSurfer Version 5.3.0 wurde hier verwendet.
  2. Erhalten Sie Bilder im DICOM-Format (Digital Imaging and Communications in Medicine) vom MRT-Scanner. Konvertieren Sie die DICOM-Dateien mit der Anwendung dcm2niix (https://www.nitrc.org/projects/mricrogl)21 in das nifti-Format.
  3. Verarbeiten Sie den T1-gewichteten Scan, um eine kortikale Oberflächenreferenz bereitzustellen, wie in den folgenden beiden Schritten beschrieben. Verwenden Sie FreeSurfer, um Strukturdaten aus dem Nifti-Format in das .mgz-Format zu konvertieren (mri_convert Befehl).
  4. Verwenden Sie den Befehl recon-all in einer Shell-Umgebung, um eine automatisierte Segmentierung und kortikale Rekonstruktion der Strukturdaten durchzuführen.
    HINWEIS: Dieser Schritt kann über 20 Stunden dauern.
  5. Verwenden Sie die grafische Benutzeroberfläche tksurfer, um die aufgeblasene Hemisphäre zu betrachten und den visuellen Kortex entlang der Calcarin-Fissur virtuell zu schneiden und den Okzipitallappen auszuwählen. Verwenden Sie den Befehl mris_flatten, um das visuelle Kortex-Patch zu glätten. Wiederholen Sie diesen Schritt für beide Hemisphären.
  6. Entfernen Sie für die fMRT-Daten zunächst die Ruhezeiten, wobei nur das Fixationskreuz dargestellt wird, vom Anfang und Ende der Daten. Untersuchen Sie die fMRT-Daten auf Artefakte oder große Bewegungen.
  7. Verarbeiten Sie die Funktionsdaten für die räumliche Glättung und Bewegungskorrektur vor. Modellieren Sie das retinotopische Stimulusparadigma und wenden Sie eine kanonische hämodynamische Antwortfunktion an, um die Antwortfunktion zu konstruieren.
  8. Führen Sie eine retinotope phasenkodierte Analyse der fMRT-Daten mit dem FreeSurfer-Funktionsanalysestream (mkanalysis-sess, selxavg3-sess, und fieldsign-sess) durch, um die BOLD-fMRT-Zeitreihe mit einer modellierten Antwortfunktion zu korrelieren und phasenkodierte retinotope Karten mit einem Signifikanzniveau von p < 0,01 zu erhalten (Abbildung 3).
  9. Visualisieren Sie die Ergebnisse der retinotopischen Karten mit farbcodierten Aktivierungskarten, die mit dem Befehl tksurfer-sess über den virtuell abgeflachten visuellen Kortex gelegt und mit dem Befehl rtview angezeigt werden.
  10. Verwenden Sie die phasenkodierten retinotopen Karten aus den Keilstimuli, um die Grenzen des primären visuellen Kortex (V1) und anderer zusätzlich gestreifter Bereiche (V2 und V3) durch Feldzeichenkarten (Abbildung 3A) zusammen mit anatomischen Landmarken und FreeSurfer-Atlanten zu definieren.
  11. Um die BOLD-Antwort bei verschiedenen Exzentrizitäten zu berechnen, verwenden Sie zunächst FSL Feat (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl), um statistische Karten unter Verwendung eines allgemeinen linearen Modells für jede Größe von Ringstimuli mit einem Z-Score-Schwellenwert von Z > 2,3 22,23 zu berechnen. Wenn eine Gruppenanalyse durchgeführt wird, berechnen Sie die Analyse der zweiten Ebene für statistische Karten von Gruppenunterschieden mit FSL Feat, um die BOLD-Antwort bei verschiedenen Exzentrizitäten zu bestimmen.
  12. Co-Registrierung der fMRT-Bilder auf der rekonstruierten kortikalen Oberfläche mit den FreeSurfer-Befehlen bbregister und tkregister2, um die fMRT-Daten des Teilnehmers an das anatomische Strukturbild seines Gehirns anzupassen und eine genaue räumliche Ausrichtung zu gewährleisten.
  13. Gruppieren Sie die Ringreize nach Exzentrizität für jeden der acht Frames. Zeichnen Sie manuell Interessenbereiche für verschiedene Exzentrizitäten basierend auf den aktivierten Voxelregionen für jeden Frame. Nehmen Sie die FETTEN prozentualen Änderungen und stellen Sie sie als Funktion der Exzentrizität dar. Außerdem werden die Exzentrizitätsdaten in zentrale (< ±12°) und periphere (> ±12°) Bereiche unterteilt, in denen ein visueller Reiz von ±12° typisch für retinotope fMRT-Studien ist.

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Ergebnisse

Neun Teilnehmer, bei denen POWG diagnostiziert wurde (vier Männer, 36-74 Jahre alt) und neun gleichaltrige gesunde Freiwillige (sechs Männer, 53-65 Jahre) wurden mit dem oben genannten Wide-View-fMRT-Protokoll untersucht, wie zuvor von Zhou et al.beschrieben 3. POWG wurde bei Patienten mit offenem Winkel klinisch bestätigt, indem das Erscheinungsbild von Gesichtsfeldausfällen beurteilt wurde, die mit Glaukom, Papillenschröpfung und/oder einem Augeninnendruck (IOD) von mehr als 21 mmHg übereinstimm...

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Diskussion

Das obige Protokoll zur Nutzung der retinotopen fMRT mit breiter Sicht ist eine innovative Methode zur Bewertung der Auswirkungen von Sehverlust und Augenerkrankungen auf das Gehirn. Durch die retinotope Weitfeldkartierung des visuellen Kortex unter Verwendung eines breiteren Bildschirms ermöglicht dieser Ansatz ein umfassenderes Verständnis der funktionellen Organisation des visuellen Systems. Dies könnte zu einem besseren Verständnis von Anomalien im visuellen Verarbeitungssystem des Gehirns führen, die bei Neurodegene...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health [R01EY030996] unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
1/4 "-20 Nylon-Maschinenschrauben, Rändelkopf-Rändelschraubezur Befestigung der Stange am PVC-Rahmen
1-1/4 Zoll PVC-Rohrlängevon ~5-10 ft wird benötigt
3T MRT-ScannerSiemens
6-32 Nylon-Maschinenschrauben, abgerundeter Kopfzur Befestigung von Spiegel / Bildschirm an der Stange
8-Kanal-Kopf-Array-SpuleSiemens
90-Grad-PVC-Ellbogen, 1-1/4 Zoll passend
AcrylspiegelBreite und Länge von 25-30 cm
Acrylstab1 Zoll Breite, ~ 2 Fuß lang, abhängig von der Größe der Scannerbohrung und der Kopfspule
E-PrimePsychology Software Toolszur Vorbereitung und Präsentation visueller Reize Paradigmen
Sperrholzplatte, 1/2 Zoll dickDie Größe sollte mindestens so groß sein wie die Bohrung des Scanners. Schnitt als Rahmen in Bohrungsgröße für die Projektionsfläche
Rückprojektionsleinwandsollte mindestens so groß sein wie die Bohrung des Scanners
Die Größe der

Referenzen

  1. Kwong, K. K., et al. Dynamic magnetic resonance imaging of human brain activity during primary sensory stimulation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (12), 5675-5679 (1992).
  2. Ogawa, S., et al. Intrinsic signal changes accompanying sensory stimulation: functional brain mapping with magnetic resonance imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (13), 5951-5955 (1992).
  3. Zhou, W., et al. Retinotopic fMRI reveals visual dysfunction and functional reorganization in the visual cortex of mild to moderate glaucoma patients. Journal of Glaucoma. 26 (5), 430-437 (2017).
  4. Duncan, R. O., Sample, P. A., Weinreb, R. N., Bowd, C., Zangwill, L. M. Retinotopic organization of primary visual cortex in glaucoma: a method for comparing cortical function with damage to the optic disk. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 48 (2), 733-744 (2007).
  5. Duncan, R. O., Sample, P. A., Weinreb, R. N., Bowd, C., Zangwill, L. M. Retinotopic organization of primary visual cortex in glaucoma: Comparing fMRI measurements of cortical function with visual field loss. Progress in Retinal and Eye Research. 26 (1), 38-56 (2007).
  6. Gerente, V. M., et al. Evaluation of glaucomatous damage via functional magnetic resonance imaging, and correlations thereof with anatomical and psychophysical ocular findings. PLoS One. 10 (5), e0126362(2015).
  7. Allingham, R. R., Damji, K., Freedman,, Moroj, S., Shafranov, G. Shields' textbook of glaucoma. 5th ed. , Lippincott Willliams & Wilkins. Philadelphia. (2005).
  8. Kerrigan-Baumrind, L. A., Quigley, H. A., Pease, M. E., Kerrigan, D. F., Mitchell, R. S. Number of ganglion cells in glaucoma eyes compared with threshold visual field tests in the same persons. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (3), 741-748 (2000).
  9. Quigley, H. A., Addicks, E. M., Green, W. R. Optic nerve damage in human glaucoma. III. Quantitative correlation of nerve fiber loss and visual field defect in glaucoma, ischemic neuropathy, papilledema, and toxic neuropathy. Archives of Ophthalmology. 100 (1), 135-146 (1982).
  10. Smith 3rd, E. L., Hung, L. F., Harwerth, R. S. Developmental visual system anomalies and the limits of emmetropization. Ophthalmic and Physiological Optics. 19 (2), 90-102 (1999).
  11. Limb, G. A., Martin, K. R. Sixth ARVO/Pfizer Ophthalmics Research Institute Working Group. Current prospects in optic nerve protection and regeneration: sixth ARVO/Pfizer Ophthalmics Research Institute Conference. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (8), 5941-5954 (2011).
  12. Gupta, N., Yucel, Y. H. Glaucoma as a neurodegenerative disease. Current Opinion in Ophthalmology. 18 (2), 110-114 (2007).
  13. Yucel, Y. H., Zhang, Q., Weinreb, R. N., Kaufman, P. L., Gupta, N. Effects of retinal ganglion cell loss on magno-, parvo-, koniocellular pathways in the lateral geniculate nucleus and visual cortex in glaucoma. Progress in Retinal and Eye Research. 22 (4), 465-481 (2003).
  14. Zikou, A. K., et al. Voxel-based morphometry and diffusion tensor imaging of the optic pathway in primary open-angle glaucoma: a preliminary study. American Journal of Neuroradiology. 33 (1), 128-134 (2012).
  15. Chen, W. W., et al. Structural brain abnormalities in patients with primary open-angle glaucoma: a study with 3T MR imaging. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (1), 545-554 (2013).
  16. Yu, L., et al. Morphologic changes in the anterior and posterior subregions of V1 and V2 and the V5/MT + in patients with primary open-angle glaucoma. Brain Research. 1588, 135-143 (2014).
  17. Hernowo, A. T., Boucard, C. C., Jansonius, N. M., Hooymans, J. M. M., Cornelissen, F. W. Automated morphometry of the visual pathway in primary open-angle glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (5), 2758-2766 (2011).
  18. Dai, H., et al. Whole-brain voxel-based analysis of diffusion tensor MRI parameters in patients with primary open angle glaucoma and correlation with clinical glaucoma stage. Neuroradiology. 55 (2), 233-243 (2013).
  19. Zhou, W., Muir, E. R., Chalfin, S., Nagi, K. S., Duong, T. Q. MRI study of the posterior visual pathways in primary open angle glaucoma. Journal of Glaucoma. 26 (2), 173-181 (2017).
  20. Dale, A. M., Fischl, B., Sereno, M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. NeuroImage. 9 (2), 179-194 (1999).
  21. Li, X., Morgan, P. S., Ashburner, J., Smith, J., Rorden, C. The first step for neuroimaging data analysis: DICOM to NIfTI conversion. Journal of Neuroscience Methods. 264, 47-56 (2016).
  22. Smith, S. M., et al. Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL. NeuroImage. 23, 208-219 (2004).
  23. Woolrich, M. W., Ripley, B. D., Brady, M., Smith, S. M. Temporal autocorrelation in univariate linear modeling of FMRI data. NeuroImage. 14 (6), 1370-1386 (2001).
  24. Murphy, M. C., et al. Retinal structures and visual cortex activity are impaired prior to clinical vision loss in glaucoma. Scientific Reports. 6, 31464(2016).
  25. Chan, R. W., et al. Relationships between cerebrovascular reactivity, visual-evoked functional activity, and resting-state functional connectivity in the visual cortex and basal forebrain in glaucoma. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4037-4040 (2021).
  26. Murphy, M. C., et al. Top-down influence on the visual cortex of the blind during sensory substitution. Neuroimage. 125, 932-940 (2016).
  27. Bang, J. W., Hamilton-Fletcher, G., Chan, K. C. Visual plasticity in adulthood: perspectives from Hebbian and homeostatic plasticity. The Neuroscientist. 29 (1), 117-138 (2023).
  28. Greco, V., et al. A low-cost and versatile system for projecting wide-field visual stimuli within fMRI scanners. Behavior Research Methods. 48 (2), 614-620 (2016).
  29. DeYoe, E. A., Raut, R. V. Visual mapping using blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging. Neuroimaging Clinics of North America. 24 (4), 573-584 (2014).
  30. Pitzalis, S., et al. Wide-field retinotopy defines human cortical visual area v6. The Journal of Neuroscience. 26 (30), 7962-7973 (2006).
  31. Wu, J., et al. Development of a method to present wide-view visual stimuli in MRI for peripheral visual studies. Journal of Neuroscience Methods. 214 (2), 126-136 (2013).
  32. Ellis, C. T., et al. Re-imagining fMRI for awake behaving infants. Nature Communications. 11 (1), 4523(2020).
  33. Yan, T., Jin, F., He, J., Wu, J. Development of a wide-view visual presentation system for visual retinotopic mapping during functional MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 33 (2), 441-447 (2011).
  34. Park, J., Soucy, E., Segawa, J., Konkle, T. Full-field fMRI: a novel approach to study immersive vision. Journal of Vision. 22 (14), 4018(2022).

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