Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle du cortex visuel dépendante du niveau d’oxygène dans le sang

Résumé

Source : Galenchik-Chan, A., et al. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) du cortex visuel avec stimulation rétinotopique à large vue. J. Vis. Exp. (2023).

La vidéo démontre l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) du cortex visuel pour cartographier l’activité en fonction du sang niveaux d’oxygénation. Les images IRM structurelles sont acquises comme références anatomiques, suivies d’IRMf. Les stimuli visuels activent les neurones rétinotopiques dans le cortex visuel. La demande accrue d’énergie de ces neurones stimulés entraîne le flux de sang oxygéné, réduisant la désoxyhémoglobine et améliorant le signal IRMf pour mesurer l’activité.

Protocole

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p style='line-height :1.2 ;margin-bottom :0pt ;margin-top :0pt ;' dir='ltr'>Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été effectuées conformément aux normes institutionnelles, nationales et Directives internationales pour le bien-être humain et ont été examinées par le conseil d’examen institutionnel local.

1. Préparation des participants

1. Informez le participant de la procédure, des risques et des avantages de l’IRMf et obtenez son consentement éclairé.
2. Assurez-vous que le participant ne présente aucune contre-indication à l’IRM. Cela comprend le dépistage des stimulateurs cardiaques, des implants métalliques ou de la claustrophobie. En cas d’incertitude, consultez un radiologue ou un chercheur qualifié, et excluez le participant de l’étude s’il subsiste une incertitude.
3. Expliquez le protocole de stimulation visuelle et la nécessité pour les participants de se fixer sur la croix centrale lors des IRMf. Montrez au participant une courte démonstration de la stimulation visuelle à des fins pédagogiques pour le familiariser avec la procédure.
4. Placez soigneusement le participant sur la table de l’IRM pour vous assurer qu’il est à l’aise et détendu. Fournissez des bouchons d’oreille et/ou un casque insonorisant pour réduire le bruit acoustique que le participant entendra afin de protéger son audition.
5. Immobilisez la tête du participant dans la moitié postérieure de la bobine de tête, en utilisant un rembourrage en mousse sur les côtés de la tête pour s’assurer que la tête est correctement immobilisée afin de réduire les artefacts de mouvement. Utilisez le système de positionnement du scanner et déplacez la table dans l’alésage du scanner.
6. Placez l’écran large ou le miroir à 10 cm des yeux du patient (Figure 1B). Placez l’écran de la taille d’un alésage à l’arrière de l’alésage du scanner, juste derrière la bobine de tête. Ajustez la position et l’angle du miroir/écran pour chaque participant afin d’obtenir un angle de vision cohérent.
7. Assurez-vous que le participant est à l’aise tout au long du balayage via communication via le interphone.

2. balayage IRMf du participant

1. Exécutez un balayage d’alignement de piste avec trois plans orthogonaux et des ajustements et étalonnages du scanner pour le réglage de la fréquence et le calage.
2. Exécutez un balayage anatomique MP-RAGE (Rapid Acquisition Gradient Echo) pondéré en T1 pour aider à positionner les coupes d’imagerie écho-planaire (EPI).
3. Créez des stimuli visuels, comme décrit dans les étapes suivantes, à l’aide d’un programme pour exécuter des expériences comportementales ou psychologiques.
4. Au début du protocole d’IRMf, demandez au participant de se fixer sur la croix blanche (3° x 3°), qui doit être au-dessus d’un fond gris au centre des stimuli pendant 10 s.
   NOTE : La croix blanche sera montrée avant et après chaque paradigme de stimulation visuelle pendant 10 s. Ainsi, le test total de stimulation IRMf pour chaque paradigme est de 200 s.
5. Présenter le premier paradigme de stimulation visuelle (une série de coins rotatifs) pendant une période de 30 s (donnant une vitesse angulaire de 6°/s) et parcourir six périodes. Les stimuli de coin doivent inclure 12 images de coins rotatifs (un balayage avec une rotation dans le sens des aiguilles d’une montre et un dans le sens inverse des aiguilles d’une montre), s’étendant jusqu’au bord de l’écran/miroir (champ visuel de >100°), avec un motif en damier noir et blanc inversé de contraste de 8 Hz (100 % de contraste) (>Figure 2A).
6. Présentez à nouveau la croix blanche pendant 10 s.
7. Répétez les étapes 2.4 à 2.6 avec le deuxième paradigme de stimulation visuelle (une série d’anneaux en expansion et en contraction) pendant une période de 30 s (expansion ou contraction à 1,8°/s du champ visuel) et passez par six périodes. Les stimuli de l’anneau doivent inclure huit images d’anneaux en expansion ou en contraction (champ visuel de >100°), avec un motif en damier noir et blanc (100 % de contraste) de 8 Hz (>Figure 2B).
8. Après avoir terminé l’IRMf, déplacez la table hors de l’alésage du scanner tout en demandant au participant de rester immobile. Retirez le miroir/l’écran, placez la partie antérieure de la bobine de tête en plus de la partie postérieure et replacez la table au centre du scanner.
9. Acquérez un balayage d’alignement de piste rapide en cas de mouvement et obtenez un balayage MP-RAGE avec la bobine de tête complète.
   REMARQUE : Une image anatomique avec l’ensemble de la bobine de tête est nécessaire pour un repérage précis à des fins d’analyse de groupe et de reconstruction.

Résultats

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
scanner IRM	Siemens
6-32 vis mécaniques en nylon, tête arrondie	<	pour fixer le miroir/l’écran à la tige
bobine de réseau de têtes à 8 canaux	Siemens
Miroir acrylique			Largeur et longueur de 25-30cm
E-Prime	Outils logiciels de psychologie
Écran de rétroprojection			La taille doit être au moins aussi grande que l’alésage du scanner

td style='débordement :caché ;rembourrage :0px 3px ;vertical-align :bas ;'> < style='couleur :#1a202c ;débordement :caché ;rembourrage :0px 3px ;vertical-align :bas ;'>pour préparer et présenter des paradigmes de stimuli visuels