Estimation topographique de Visual population réceptive champs par IRMf

Résumé

Il est important d’obtenir des estimations non biaisées des champs récepteurs de la population visuelle (pRF) par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Nous utilisons de légères contraintes de régularisation pour estimer la topographie pRF sans hypothèses a priori sur la forme pRF, ce qui nous permet de choisir des modèles pRF spécifiques post-hoc. Ceci est particulièrement avantageux chez les sujets présentant des lésions des voies visuelles.

Résumé

Cortex visuel est rétinotopique organisé afin que les populations voisines de cellules correspondent aux pièces voisines du champ visuel. Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle nous permet d'estimer voxel population champs réceptifs (PRF), ce est à dire, la partie du champ visuel qui active les cellules au sein de chaque voxel. Avant,, PRF estimation méthodes directes ¹ souffrent de certaines limitations: 1) le modèle pRF est choisi a priori et peut ne pas saisir pleinement la forme réelle pRF, et 2) centres de PRF sont sujettes à une mauvaise localisation près de la frontière de l'espace de relance. Voici une nouvelle topographique pRF méthode d'estimation ² est proposé qui contourne largement ces limites. Un modèle linéaire est utilisé pour prédire le signal du sang en oxygène en fonction du niveau (GRAS) par la convolution de la réponse linéaire du PRF au stimulus visuel avec la fonction de réponse hémodynamique canonique. PRF topographie est représenté comme un vecteur de poids dont les composantes représenter la strongueur de la réponse globale des neurones aux stimuli voxel présenté à différents endroits du champ visuel. Les équations linéaires qui en résultent peuvent être résolus pour le vecteur de poids pRF utilisant la régression ridge ^3, ce qui donne la topographie pRF. Un modèle pRF qui est adaptée à la topographie estimée peut alors être choisi post-hoc, améliorant ainsi les estimations des paramètres tels que l'emplacement PRF PRF-centre, l'orientation pRF, taille, etc. Avoir la topographie pRF disponibles permet également la vérification visuelle des estimations des paramètres PRF permettant l'extraction de diverses propriétés PRF sans avoir à faire des hypothèses a priori sur la structure pRF. Cette approche promet d'être particulièrement utile pour étudier l'organisation pRF des patients souffrant de troubles du système visuel.

Introduction

Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) mesure non invasive l'organisation fonctionnelle du cortex visuel à l'échelle macroscopique (typiquement de l'ordre de quelques millimètres). Les premières études de rétinotopie IRMf ont utilisé une mesure de cohérence entre l'emplacement de relance et a suscité des réponses audacieuses ^4-7. Ces études généralement ne ont pas estimé la population réceptive taille du champ. Plus tard, Dumoulin et Wandell ¹ ont proposé une méthode pour surmonter une telle limitation en modélisant explicitement l'emplacement et la taille pRF, en utilisant une fonction linéaire de ce modèle p....

Protocole

1. Acquisition de données

1. Préparer un protocole de stimulation qui est efficace pour provoquer une réponse visuelle rétinotopique fiable comme décrit précédemment dans Dumoulin et Wandell ¹ et Lee et al. ^2. Cependant, d'autres paradigmes bien établis sont également applicables en fonction de la question expérimental spécifique à traiter.
2. Stimuli à barres présents dérive à travers l'écran séquentiellement le long 8 directions de l'espace, dans les étapes de 45 degrés. Assurez-vous que le mouvement est en synchronie avec l'acquisition d'image du scanner (TR ~ 2 sec) pour que la barre se déplace d'une étape une fois un....

Résultats

PRF modélisation précise nécessite la capture formes PRF correctement. Sans connaître la topographie pRF, la sélection de modèles à symétrie circulaire utilisée dans les études antérieures ^1,9-11 est un choix raisonnable. Ce est parce que, si l'organisation rétinotopique locale est homogène dans toutes les directions de champ visuel, une réponse de la population locale pourrait être représenté comme un agrégat cumulatif symétrie circulaire des réponses neuronales. Cependant, nos observations montrent que ce n.......

Discussion

Cet article montre comment estimer la topographie de la population visuels champs récepteurs dans le cortex visuel humain et comment l'utiliser pour sélectionner un modèle paramétrique appropriée pour le champ récepteur. Pour une rétinotopie succès, un protocole de stimulation appropriée et une méthode d'analyse efficaces devraient être choisis, et les paramètres expérimentaux du sujet (de mouvement et de fixation) doivent être optimisés. Bar stimuli mobiles séquentielle dans le champ visuel sont un paradigme de.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Scanner IRM	Siemens/Philips/GE
MATLAB	The Mathworks, Inc.		http ://www.mathworks.com  ; (en anglais)
Logiciel VISTA	Groupe		http://white.stanford.edu/newlm/index.php/Software
PsychoToolbox	PsychoToolbox  ;		http ://psychtoolbox.org  ; (en anglais seulement)
Eye Tracker (VisuaStimDigital)	Resonance Technology Inc		http://mrivideo.com/

de logiciels VISTA