Method Article

הדמיה תפקודית של השמיעתי Cortex בחתולים בוגרים באמצעות גבוהה שדה fMRI

DOI:

10.3791/50872

⸱

February 19th, 2014

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Physiology and Pharmacology, University of Western Ontario, 2Department of Psychology, University of Western Ontario, 3Department of Medical Biophysics, University of Western Ontario, 4Brain and Mind Institute, University of Western Ontario, 5Centre for Functional and Metabolic Mapping, Robarts Research Institute, University of Western Ontario, 6Cerebral Systems Laboratory, University of Western Ontario, 7National Centre for Audiology, University of Western Ontario

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 לפעילו....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 אישור ועדת המשנה לשימוש בבעלי החיים במועצת האוניברסיטה על טיפול בבעלי חיים באוניברסיטת המערב אונטריו ובעקבות ההנחיות שצוינו על ידי המועצה הקנדית על טיפול בבעלי חיים (CCAC) 44. הניסוי שתואר דורש כ 150 דקות מהכנת חיה להחלמה. במהלך הניסוי הזמן מודגם באיור 1.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 לגירוי רעש פס רחב 30 שניות מוצג בעיצוב בלוק. מפות T-נתון של הרעש בפס רחב לעומת תחילת המחקר (אין גירוי) לעומת זאת ב2 מטוסי פרוסה תמונה לחשוף אשכולות רציפים של פעילות אקוסטית עוררת דו צדדית בשמיעת קליפת.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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 הרדים מציעה יתרון החשוב של ייצור תקופה ממושכת של הרגעה ומזעור תנועת ראש פוטנציאלית במהלך פגישת הדמיה תפקודית, ההרדמה ידועה השפעת פרמטרים המודינמיים בקליפת המוח. ההרדמה שתוארה בפ.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שום ניגוד עניינים, כספיים או אחרים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
<חזק>חומרים
אטרופין סולפט הזרקת 0.5 מ"ג/מ"לקורת גג 8 מוצרים
אצפרומזין 5 מ"ג/מ"לVetoquinol Inc.
קטמין הידרוכלוריד 100 מ"ג/מ"לבימדה-MTC
דקסמדטומידין הידרוכלוריד (דקסדומיטור 0.5 מ"ג/מ"ל)אוריון פארמה
איזופלורן 99.9%לידוקאין ממעבדות
(קסילוקאין אנדוטרכיאלי 10 מ"ג/מינון מדוד)משחתAstra Zeneca
(סיכה לקרי מרעננת)אלרגן בע"מ
תמיסת מלח 0.95%
IV קטטר 22 גרם (כנפיים)
סט הארכה IVCodan US Corp.BC 269
IV סט ניהול 10 טפטופים/מ"ל
צינור אנדוטרכיאלי 4.0
רפידות חימום (בטוח להתכרבל)Lenric C21 Ltd.
מזרק 60 מ"ל
<חזק>ציוד
כרטיס קול חיצוניRoland CorporationCakewalk UA-25EX
מגבר כוח סטריאוPyle Audio Inc.Pyle Pro PCAU11
מערכת אוזניות תואמת MRISensimetric Corporationדגם S14
קצות אוזניים קצף להכנסת אוזניותE-A-R מערכות שמיעהEarlink 3B
קצה גאות CO2 צגNellcorN-85
תואם MRI דופק אוקסימטרNonin Medical Inc.דגם 7500
משאבת מזרקמכשיר הרווארד70-2208
אבוט סיכה אופתלמית של

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kaas, J. H., Hackett, T. A. Subdivisions of auditory cortex and processing streams in primates. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 11793-11799 (2000).
  2. Kusmierek, P., Rauschecker, J. P. Functional Specialization of Medial Auditory Belt Cortex inthe Ale....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Auditory Cortex ImagingFunctional MRIHigh field fMRIAnesthetized CatsAuditory StimulusHemodynamic ResponseBrain ActivationMRI Compatible SledKetamine AnesthesiaSPM FSL Analysis

Related Articles