Resonancia magnética funcional dependiente del nivel de oxígeno en sangre de la corteza visual

Resumen

Fuente: Galenchik-Chan, A., et al. Resonancia magnética funcional (fMRI) de la corteza visual con estimulación retinotópica de visión amplia. J. Vis. Exp. (2023).

El video muestra imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) de la corteza visual para mapear la actividad en función de los niveles de oxigenación de la sangre. Las imágenes de resonancia magnética estructural se adquieren como referencia anatómica, seguidas de exploraciones de resonancia magnética funcional. Se muestran estímulos visuales para activar las neuronas retinotópicas en la corteza visual. El aumento de la demanda de energía de estas neuronas estimuladas impulsa el flujo de sangre oxigenada, reduciendo la desoxihemoglobina y mejorando la señal de resonancia magnética funcional para medir la actividad.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran participantes humanos se han realizado de conformidad con las directrices institucionales, nacionales e internacionales para el bienestar humano y han sido revisados por la junta de revisión institucional local.

1. Preparación del participante

1. Informe al participante sobre el procedimiento, los riesgos y los beneficios de la resonancia magnética funcional y obtenga su consentimiento informado.
2. Asegúrese de que el participante no tenga ninguna contraindicación para la resonancia magnética. Esto incluye la detección de marcapasos, implantes metálicos o claustrofobia. Si tiene alguna duda, consulte con un radiólogo o investigador calificado y excluya al participante del estudio si persiste alguna incertidumbre.
3. Explique el protocolo de estimulación visual y la necesidad de que los participantes se fijen en la cruz central durante las resonancias magnéticas funcionales. Muestre al participante una breve demostración de la estimulación visual con fines didácticos para que se familiarice con el procedimiento.
4. Coloque cuidadosamente al participante en la mesa del escáner de resonancia magnética para asegurarse de que esté cómodo y relajado. Proporcione tapones para los oídos y/o auriculares que amortigüen el sonido para reducir el ruido acústico que escuchará el participante para proteger su audición.
5. Inmovilice la cabeza del participante en la mitad posterior de la matriz de bobinas de cabeza, utilizando un acolchado de espuma en los lados de la cabeza para asegurarse de que la cabeza esté correctamente inmovilizada para reducir los artefactos de movimiento. Utilice el sistema de posicionamiento del escáner y mueva la mesa al orificio del escáner.
6. Coloque la pantalla o el espejo a 10 cm de los ojos del paciente (Figura 1B). Coloque la pantalla del tamaño del orificio desde la parte posterior del orificio del escáner, justo detrás de la bobina del cabezal. Ajuste la posición y el ángulo del espejo/pantalla para cada participante para lograr un ángulo de visión consistente.
7. Asegúrese de que el participante se sienta cómodo durante todo el escaneo via comunicación a través del intercomunicador.

2. Exploración por resonancia magnética funcional del participante

1. Ejecute una exploración del localizador con tres planos ortogonales y ajustes y calibraciones del escáner para el ajuste de frecuencia y la calza.
2. Ejecute un escaneo anatómico de eco de gradiente de adquisición rápida preparado para magnetización ponderada en T1 (MP-RAGE) para ayudar a posicionar los cortes de imágenes ecoplanares (EPI).
3. Cree estímulos visuales, como se describe en los siguientes pasos, utilizando un programa para realizar experimentos conductuales o psicológicos.
4. Al comienzo del protocolo de resonancia magnética funcional, indique al participante que se fije en la cruz blanca (3° x 3°), que debe estar encima de un fondo gris en el centro de los estímulos durante 10 s.
   NOTA: La cruz blanca se mostrará antes y después de cada paradigma de estimulación visual durante 10 s. Por lo tanto, la prueba total de estimulación por resonancia magnética funcional para cada paradigma es de 200 s.
5. Presente el primer paradigma de estimulación visual (una serie de cuñas giratorias) durante un período de 30 s (dando una velocidad angular de 6°/s) y recorra seis períodos. Los estímulos de cuña deben incluir 12 fotogramas de cuñas giratorias (una exploración con rotación en el sentido de las agujas del reloj y otra en sentido contrario a las agujas del reloj), que se extienden hasta el borde de la pantalla/espejo (campo visual de >100°), con un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro (100% de contraste) de 8 Hz (Figura 2A).
6. Presente la cruz blanca una vez más durante 10 s.
7. Repita los pasos 2.4-2.6 con el segundo paradigma de estimulación visual (una serie de anillos que se expanden y contraen) durante un período de 30 s (expandiéndose o contrayendo a 1.8°/s del campo visual) y recorra seis períodos. Los estímulos de anillo deben incluir ocho fotogramas de anillos que se expanden o contraen (campo visual de >100°), con un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro (100% de contraste) que invierte el contraste de 8 Hz (Figura 2B).
8. Después de completar la resonancia magnética funcional, saque la mesa del orificio del escáner mientras le indica al participante que permanezca quieto. Retire el espejo/pantalla, coloque la parte anterior de la bobina del cabezal además de la parte posterior y vuelva a colocar la mesa en el centro del escáner.
9. Adquiera un escaneo rápido del localizador en caso de cualquier movimiento y adquiera un escaneo MP-RAGE con la bobina de cabeza completa.
   NOTA: Se necesita una imagen anatómica con toda la bobina de la cabeza para un registro preciso para análisis de grupo y fines de reconstrucción.

Resultados

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
3T MRI scanner	Siemens
6-32 tornillos de nylon, cabeza redondeada			to attach mirror/screen to rod
8-channel head array coil	Siemens
Acrylic mirror<		Ancho y largo de 25-30cm
E-Prime	Psychology Software Tools		para preparar y presentar paradigmas de estímulos visuales
Rear projection screen<		El tamaño debe ser al menos tan grande como el orificio del escáner

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