Method Article

ללא תשלום נשימה fMRI שיטה לחקר האדם חוש הריח פונקציה

DOI:

10.3791/54898

⸱

July 30th, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Center for NMR Research, Department of Radiology, Pennsylvania State University College of Medicine, 2Department of Neurosurgery, Pennsylvania State University College of Medicine

In This Article

Summary

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

אנו מציגים את האתגרים הטכניים ופתרונות להשגת אמין פונקציונלי מגנטי תהודה הדמיה (fMRI) נתונים ממערכת חוש הריח האנושי האנושי. זה כולל שיקולים מיוחדים בעיצוב fMRI חוש הריח חוש הריח, תיאורים של רכישת נתונים fMRI עם OLfactometer תואם MRI, מבחר אודורנט, וכלי תוכנה מיוחדת לעיבוד נתונים לאחר.

Abstract

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

המחקר של זית האדם הוא שדה מורכב מאוד בעל ערך עם יישומים החל מחקר ביו-רפואי להערכה קלינית. נכון לעכשיו, הערכה של הפונקציות של מערכת חוש הריח האנושי האנושי עם הדמיה תפקודית מגנטית (fMRI) הוא עדיין אתגר בגלל קשיים טכניים שונים. יש כמה משתנים משמעותיים לקחת בחשבון כאשר בוחנים שיטה יעילה למיפוי הפונקציה של מערכת חוש הריח המרכזי באמצעות fMRI, כולל בחירה בריאה נכונה, את האינטראקציה בין ריח הריחוף ואת הנשימה, וכן ציפייה פוטנציאלית של או הרגלה odorants. אירוע הקשורים, הנשימה מופעלות הריח FMRI טכניקה יכול במדויק odorants כדי לעורר את מערכת חוש הריח תוך צמצום הפרעה פוטנציאלית. זה יכול למעשה ללכוד את onsets מדויק של אותות fMRI בקליפה חוש הריח העיקרי באמצעות הנתונים שלנו שלאחר עיבוד השיטה. הטכניקה מראששנשלחו כאן מספק אמצעי יעיל ומעשי ליצירת תוצאות fMRI חוש הריח אמין. טכניקה כזו יכולה להיות מיושמת בסופו של דבר בתחום הקליני ככלי אבחון למחלות הקשורות ניוון ריח, כולל מחלת אלצהיימר ופרקינסון, כפי שאנו מתחילים להבין עוד יותר את המורכבות של מערכת חוש הריח האנושי.

Introduction

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

מערכת חוש הריח האנושי נתפסת כמערכת סנסורית הרבה יותר, משום שאולקציה גם ממלאת תפקיד חשוב ברגולציה וברגשות הומיאוסטטיים. מבחינה רפואית, מערכת חוש הריח האנושי ידועה כבעלת פגיעות להתקפות של מחלות נוירולוגיות נפוצות רבות והפרעות פסיכיאטריות, כגון מחלת האלצהיימר, מחלת פרקינסון, הפרעת דחק פוסט טראומטית ודיכאון 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . נכון לעכשיו, דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) עם ניגוד תלוי ברמת חמצן בדם (BOLD) הוא הטכניקה החשובה ביותר עבור פונקציות המיפוי של המוח האנושי. כמות משמעותית של ידע על פונקציות ספציפיות של מבנים חוש הריח המרכזי ( למשל , קליפת piriform, קליפת המוח אורביטופרונלית, אמיגדלה, קליפת המוח) נרכשה עם זה techn6 , 7 , 8 , 9 , 10 .

היישום של fMRI למחקרים על מערכת חוש הריח האנושי ומחלות הקשורות, עם זאת, כבר הפריעו על ידי שני מכשולים עיקריים: הרגלה מהירה של אות BOLD ו אפנון משתנה על ידי הנשימה. בחיי היום-יום, כאשר אנו נחשפים לניחוח במשך תקופה מסוימת, אנו ממהרים להתרגל לריח. למעשה, כאשר למד באמצעות fMRI הריח, האות fMRI ריח המושרה הוא נחלש במהירות על ידי הרגלה, אשר מציב אתגר על עיצובים הפרדיגמה גירוי 8 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 . האות הראשון משמעותי BOLD בקליפה חוש הריח העיקרי רק להתמידS במשך כמה שניות לאחר הופעת אודור. לכן, הפרדיגמות fMRI חוש הריח צריך להימנע ממושך או תכופים גירויים ריח בתקופה קצרה של זמן. כדי להפחית את אפקט ההרגלה, כמה מחקרים ניסו להציג ריחות לסירוגין בפרדיגמת fMRI. עם זאת, גישה זו עלולה לסבך ניתוח נתונים מאז כל ריח יכול להיות מטופל כאירוע גירוי עצמאי.

בעיה טכנית נוספת מתעוררת עם השתנות דפוסי הנשימה של הנבדקים; שאיפה לא תמיד מסתנכרנת עם ממשל אודור במהלך פרדיגמת עיתוי קבוע. תחילת ומשך גירוי חוש הריח מאופננים על ידי הנשימה של כל אדם, אשר confounds fMRI איכות הנתונים וניתוח. כמה מחקרים ניסו לצמצם את הבעיה עם רמזים חזותיים או שמיעה כדי לסנכרן את הנשימה ואת התפרצות ריח, אבל ההתאמה של נושאים משתנה, במיוחד באוכלוסייה קלינית. הפעלות המוח הקשורות wiרמזים אלה יכולים גם לסבך ניתוח נתונים ביישומים מסוימים. לפיכך, סינכרון שאיפה עם משלוח odorant יכול להיות מכריע עבור מחקרים fMRI חוש הריח 15 .

שיקול נוסף חיוני fMRI חוש הריח, במיוחד בתהליך ניתוח הנתונים, הוא בחירה ריחניים. מציאת ריכוז ריחני מתאים ביחס לעוצמות נתפסת חשוב לכימות והשוואה של רמות ההפעלה במוח תחת תנאים ניסיוניים שונים או מחלות. בחירת המבחר צריך גם לקחת בחשבון את ריח הריח, או נעימות. זה ידוע כדי לגרום פרופילים זמניים שונים בלמידה חוש הריאה 16 , 17 . ריח לבנדר נבחר להפגנה זו חלקית מסיבה זו. בהתאם למטרה מסוימת של מחקר, odorants שונים עשויים להיות בחירה טובה יותר. בנוסף, גירוי טריגמינלי חייב להיות ממוזער כדי להפחיתלא קשור ישירות לאולפקיון 18 .

בדו"ח זה, אנו מדגימים טכניקת fMRI כדי להקים ולהפעיל פרדיגמה מופעלת באמצעות נשימה באמצעות אולפקטומטר בסביבת התהודה המגנטית. כמו כן, אנו מציגים כלי לעיבוד לאחר, שיכול לצמצם כמה טעויות תזמון שעשויות להתרחש במהלך רכישת נתונים בניסיון לשפר עוד יותר את ניתוח הנתונים.

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

Protocol

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

פרוטוקול הניסוי שלהלן פעל לפי ההנחיות של המוסד לביקורת מוסדית של מדינת פנסילבניה סטייט קולג 'לרפואה, ואת האדם הנושא נתן הסכמה מדעת בכתב לפני שהשתתפו במחקר.

הערה: לצורך הדגמה, פרדיגמת גירוי ריח פשוט באמצעות olfactometer זמין מסחרית, MRI תואם מוצג. פרדיגמה זו הוכיחה עצמה יעילה בהפחתת אפקט ההרגלה והפיקה נתוני fMRI בעלי חוש הריח אמין 15 . צעדים מסוימים המתוארים בפרוטוקול זה עשוי להיות ספציפי לסוג olfactometer בשימוש. עם זאת, כל סוג של ציוד - תוצרת בית או זמינים מסחרית עם יכולות דומות - ניתן להשתמש באופן דומה. אולפקטומטר חייב להיות מסוגל לעקוב אחר הנשימה, כמו גם הצגת רצף של odorants עם תזמון מדויק. ודא כי כל מערכת משלוח ריח (כוללאולפקטומטר) בנוי עם חומרים אינרטי כימיקלים כימיים ( כגון זכוכית polytetrafluoroethylene), ואת המסלול הריח חלקה אוויר הדוק עם שטח מתים מינימלי.

1. עיצוב פרדיגמה

  1. יצירת פרדיגמה חדשה על ידי ציון רצף שסתום זרימת האוויר על olfactometer לתכנות.
    הערה: רצף השסתום הוא הסדר והעיתוי של פתיחה וסגירה של תעלות אוויר ספציפיות המחזיקות בריכוזים שונים או בסוגי odorants. בהפגנה זו, כל אחד מן שסתומים עבור שישה ערוצים נפתח פעמיים עבור סך של 12 משלוחי ריח. בכל פעם שסתם אחד היה פתוח, כל שאר השסתומים היו סגורים, וכל שסתום נפתח שוב רק לאחר שכל שאר השסתומים כבר נפתחו פעם אחת.
    1. הקצה משך זמן לגירוי (פתיחת ערוץ ספציפי) וכן משך הערוץ כדי להיות סגור.
      הערה: בהפגנה זו, משך המצגת הריח היה 6 שניות, בעודמשך הערוצים שיסגרו ישתנה מ -22 ל -38 שניות.
    2. הגדר את מספר חזרות על רצף של שסתום נפתח וסוגר. כאן, מספר החזרות הוא 1.
    3. לערבב כל מצגת אודורנט עם מצגת של ריח ריח באותה קצב הזרימה. לדוגמה, לספק את זרימת האוויר לנושא עם או בלי ריח בקצב זרימה של 6 L / min ב לחות יחסית 50% וטמפרטורת החדר ב 22 ° C.
      הערה: זה חשוב, כמו וריאציות זרימת האוויר עלול לגרום תחושה מישוש.

2. הכנת אודורנט

  1. בחר ריח רע על הפרדיגמת גירוי ריח על ידי בהתחשב בעדינות ריח, נעימות, אינטנסיביות, היכרות, מרכיב טריגמינלי (ראה טבלה 1 ).
    הערה: טבלה 1 מפרטת כמה ריחות. ריח לבנדר נבחרה להפגנה זו משום שיש לה גירוי טריגמינלי מינימלי במינון נמוך עד בינוניNcentrations והוא נתפס בדרך כלל כמו נעים ומוכר.
  2. בחר ממס מתאים ( למשל , מים, שמן מינרלי, 1,2-propanediol, אתנול) כדי להכין את הפתרונות אודורנט.
    הערה: כאן, 1,2-propanediol שימש כממס עבור הכנה פתרון אודורנט.
  3. בחר ריכוז odorant ראוי הפרדיגמה ריח הריח. לדוגמה, לדלל שמן לבנדר ב 1,2-propanediol ב 0.10% (נפח / נפח) ריכוז לגירוי חוש הריח 19 .
    הערה: זה יכול להיעשות על ידי הערכה פסיכו-פיזית של סדרה של ריכוזים שונים על ידי קבוצה של נושאים רגילים.
  4. שים את הפתרונות הנכונים ריחני במיכלים ריחניים. ודא כי כל המכולות יש את אותה כמות של שטח, כמות זהה של פתרון, ואת אותו שטח השטח עבור הפתרון. לדוגמה, השתמש 6 בקבוקי זכוכית בגודל 300 מ"ל כמו מיכלי ריחניים עם כל בקבוק מחזיק 50 מ"ל של פתרון שמן לבנדר 0.10%.
  5. חבר אLl את מכולות odorant את הערוצים המתאימים עבור משלוח ריח.

3. Olfactometer הגדרת

  1. בדוק את החיבורים על מנת להבטיח כי כל מכולות ריחניים מחוברים כראוי למוביל אודורנט. אין להדגיש, שכן זה יכול לפגוע בחותם. הצמדה נכונה מובטחת בשלב מאוחר יותר על ידי בדיקת זרימת האוויר דרך כל מיכל ריחני.
  2. מניחים את הספק odorant בחדר מגנט לחבר כל צינור כדי olfactometer מחוץ לחדר, כמו היחידה הראשית אינה תואמת MR. בדיקה ויזואלית עבור כל kinks בצינור, כמו זה ישפיע על זרימת האוויר. זרימת האוויר של כל ערוץ תיבדק בשלב מאוחר יותר.
  3. מאובטח לחבר את כל הצינורות מן olfactometer למוביל אודור על ידי התאמת המספרים ליציאות הנכון. לקבלת דיוק, צבע קוד צינורות, כגון ורוד עבור ערוץ 1, כחול עבור ערוץ 2, וכו ' .
  4. ודא זרימת האוויר דרך כל הערוצים הוא עקבי על ידי הצמדת זרימהמטר אל קצה המוצא של הצינור. לפתוח ידנית כל ערוץ על לוח הבקרה של olfactometer, להתאים את זרימת האוויר הכולל, כמו גם שיעורי הזרימה של כל ערוץ ואת קו סומק עד קצב הזרימה של כל ערוץ הוא עקבי.
  5. חבר את מסכת הפנים או חתיכת האף למוביל odorant עם צינורות polytetrafluoroethylene (PTFE). ודא כי זרימת האוויר ( למשל , 6 L / min) נמסר לנושא הוא עקבי כאשר הערוצים הם החליפו.
  6. חבר את ההדק radiofrequency ממערכת ה- MRI כדי "ההדק" יציאה על olfactometer לסנכרן את הפרדיגמה ריח גירוי ואת רכישת התמונה fMRI. ייתכן שיהיה צורך בממיר אותות חשמליים אופטיים.
  7. התאם את סך זרימת האוויר ואת תעריפי הזרימה עבור כל ערוץ ואת קו השטיפה לסכומים המתוכננים. לדוגמה, סך זרימת האוויר של 6 L / min ואת שיעורי הזרימה עבור כל ערוץ ואת קו סומק להיות 3 L / min.
  8. חבר את סנסו נשימתי פנאומטיR לנמל התגובה של אולפקטומטר באמצעות תיבת ממיר פניאומטיים חשמל ממיר.
  9. אם יש צורך בתגובה סובייקטיבית, חבר את פנקס התגובה הפנאומטי ליציאת התגובה של ה - olfactometer באמצעות תיבת ממיר אותות פניאומטיים.

4. נוהל ניסיוני

  1. בצע בדיקה מראש כדי להבטיח כי הליך MRI בטוח עבור הנושא.
    1. שאל את הנושא על ההיסטוריה הרפואית, כולל שתלים פוטנציאליים, קלסטרופוביה, או תנאים קודמים אחרים שעשויים להפריע ליכולתו של הנושא להשתתף בבטחה במחקר ה- fMRI. בנוסף, לבצע בדיקת סף ריח של odorants כדי להבטיח כי הנושא יכול להריח את odorants במהלך הניסוי.
  2. יש לשכב את הנושא על המיטה בדיקת MRI. מניחים את מסכת הפנים או חתיכת האף כראוי על הנושא כדי להבטיח את מכות האוויר לתוך הנחיריים. מניחים את חיישן הנשימה על tהוא חזה או בטן. שאל את הנושא לנשום כרגיל. כוונו את הידוק ומיקום החגורה המחזיקים את חיישן הנשימה על פי תבנית הנשימה שנראית בתצוגת הוולפקטום.
  3. יצירת תיקיית נתונים כדי להקליט את הנתונים הנשימה של olfactometer. לחץ על "מנהל הקבצים", הזן את נושא הנושא שהוקצה לנושא הנוכחי, ולאחר מכן "לאשר" את הקלט.
  4. השתמש באפשרות "בדיקת הפרדיגמה" כדי לבדוק את הסינכרון של משלוח הריחוף ושאיפתו ללא צורך בהעברת גירוי, ואם יש צורך, כוונן ידנית את זמן "עיכוב השסתום" כדי להבטיח את הופעת משלוח הריח מסונכרן עם השלב של שאיפת הנושא.
  5. הגדר את הסינכרון בין גירוי ריח לרכישת תמונה fMRI על ידי בחירת "trigg-in" מצב על יחידת הבקרה של olfactometer.
    הערה: זה מאפשר פרדיגמה גירוי ריח להיות מופעל עם גורם חיצוני על ", מפעיל ב "יציאה שמקורם במערכת ה- MRI. לפיכך, הפרדיגמה לא תפעל עד שהגורם החיצוני של הסורק יתקבל. שים לב איזה סוג של הדופק גורם (חשמל או אור) כי סורק MRI שולח החוצה. ייתכן שיהיה צורך בממיר אות כדי לקשר בין שתי המערכות.
  6. הפעל את ההדק הנשימה על ידי בחירת "להתחיל להפעיל מפעיל" על יחידת הבקרה של olfactometer.
    הערה: כאשר הופעל, תחילתו של כל רכיב רצף פרדיגמה מסונכרן עם שאיפה. זה יכול להיות מושגת באופן אמפירי על ידי עיכוב משלוח ריח כמחצית מחזור של הנשימה מתחילת השלב הנשיפה.
  7. התחל את רכישת התמונה fMRI על קונסולת ה- MRI; את הפרדיגמה גירוי ריח יתחיל ברגע רכישת התמונה מתחיל. לעקוב אחר דפוס הנשימה עבור כל פעילות נשימתית לא סדירה.
    הערה: פעילות נשימתית לא סדירה יכולה להיות בצורת רמות, מחזורים רחבים וארוכים יותר, אוגלים לא יציבים. כאן, אות BOLD רגיש T 2 * המשוקלל הד הדמיה רצף הדמיה שימש לרכישת תמונה fMRI עם 2,000 שניות חזרה MS, 30 ms הד זמן, זווית 90 ° Flip, 220 מ"מ × 220 מ"מ שדה הראייה, 80 × 80 מטריקס הרכישה, 30 4 מ"מ מ"מ פרוסות ציריות, ואת גורם האצת של 2 עבור טכניקות הדמיה מקביל משולב.
  8. עם השלמת פרוטוקול הדמיה, להעביר את הנושא מתוך המגנט ולהסיר את מסכת הפנים / האף חתיכת.

5. אולפקטומטר ניקוי

  1. כבה את משאבת האוויר. לנתק את מכולות ריחני מן המוביל אודור ולהחליף עם אלה נקיים וריקים.
  2. כוח על משאבת אוויר. שטוף כל ערוץ עם אוויר חסר ריח במשך 5 דקות כדי להסיר ריחות שיורית בקו האוויר.
  3. כבה את אולפקטומטר.
  4. לחטא את פיסת האף או מסיכת פנים עם מגבונים אלכוהול. שוטפים את מסיכת הפנים או פיסת האף במים חמים ולאחר מכן יבש.

6. ניתוח נתונים

  1. כדי לעבד את הנתונים, לטעון את קובץ נתוני נשימה אל תוכנת קוד הפתוח חוש ריח Network גירוי כלי עריכה (התפרצות) (www.pennstatehershey.org/web/nmrlab/resources/software/onset) 15
    הערה: תוכנת ONSET פותחה על ידי Xiaoyu Sun. Onsets של גירוי ריח מבוסס על העיתוי של הפרדיגמה עקבות הנשימה יזוהו באופן אוטומטי. וקטור גירוי בפועל מוגדר כזמן ההתחלה של כל שאיפה יעילה במהלך משלוח ריח.
    1. למדוד ולהשוות את קצב ועוצמת קול נשימה (באזור שמתחת לכל זוג שאיפה ונשיפה שלב) בין ריח ותקופות ריח 15.
      הערה: לא צריך להיות הבדל משמעותי בפרמטרים אלה הנשימה בין הריח לתקופות ריח.
    2. לעבד את הנתונים fMRI עם התקפה בפועל ווקטורים משך מ ONSET עבור ההפעלה של olfac המרכזימערכת טורי 15 .

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

Results

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

איור 1 מדגים את הגדרת fMRI הריח בתוך ומחוץ לחדר מגנט, תוך התחשבות MR- תאימות. איור 2 א מדגים פרדיגמה קבועה תזמון קבוע, בעוד איור 2 ב מדגימה פרדיגמה שבה "מפעיל הנשימה" מאפשר סינכרון של משלוח ריח ושאיפה.

דפוס נשימה רגיל עם פסגות שאיפה ברור חיוני ליישום פרדיגמה מ...

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

Discussion

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

נהלים ניסיוני צריך להיחשב בזהירות והוצא להורג כראוי עבור איסוף נתונים ההפעלה חוש הריח אמין. השלבים הקריטיים בפרוטוקול כוללים יישום הפרדיגמה הנגרמת על ידי הנשימה כדי לסנכרן משלוח ריח עם רכישת התמונה, הכנת ריכוזים נאותים של odorants כדי לשלוט בתגובות פסיכו-פיסיקליות, הגדרת olfactometer עם אות יציבה יציבה יציבה זרימת אוויר מתמדת, לאחר עיבוד הנשימה ואת נתוני ריח ריח עיתוי באמצעות ONSET כדי להתאים למפרע את וקטור הופעת ריחות. יש לקחת בחשבון משתנים מבלבלים כגון הרגלה, תגובה פסיכו-פיזית ו...

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

Disclosures

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

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

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

למחברים אין תודות.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
סורק MR 3Tסימנסכל סורק MR מקובל. 
אולפקטומטרמתעורר Tech Trans, LLCכל אולפקטומטר עם יכולות דומות מקובל.
מנשא ריח 6 ערוציםEmerging Tech Trans, LLC
חתיכת אף/מוליךEmerging Tech Trans, LLC
צינורות PTFEEmerging Tech Trans, LLC
תיבת ממיר TTLEmerging Tech Trans, LLC
חגורת חיישן נשימהEmerging Tech Trans, LLC
שמןלבנדרתאגיד
1,2 פרופנדיולסיגמאP6209
התחלהwww.pennstatehershey.org/web/nmrlab/resources/software/onset
SPM8 מרכז וולקאם טראסט להדמיה מוחית, יוניברסיטי קולג' לונדון, לונדון, בריטניה 
טעמי ג'יוודן

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Doty, R. L., Reyes, P. F., Gregor, T. Presence of both odor identification and detection deficits in Alzheimer's disease. Brain Res Bull. 18 (5), 597-600 (1987).
  2. Hummel, T., et al. Olfactory FMRI in patients with Parkinson's disease. Front Integr Neurosci. 4, 125(2010).
  3. Mesholam, R. I., Moberg, P. J., Mahr, R. N., Doty, R. L. Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer's and Parkinson's diseases. Arch Neurol. 55 (1), 84-90 (1998).
  4. Pause, B. M., Miranda, A., Göder, R., Aldenhoff, J. B., Ferstl, R. Reduced olfactory performance in patients with major depression. J Psychiatr Res. 35 (5), 271-277 (2001).
  5. Vasterling, J. J., Brailey, K., Sutker, P. B. Olfactory identification in combat-related posttraumatic stress disorder. J Trauma Stress. 13 (2), 241-253 (2000).
  6. Anderson, A. K., et al. Dissociated neural representations of intensity and valence in human olfaction. Nat Neurosci. 6 (2), 196-202 (2003).
  7. Gottfried, J. A., Deichmann, R., Winston, J. S., Dolan, R. J. Functional heterogeneity in human olfactory cortex: an event-related functional magnetic resonance imaging study. J Neurosci. 22 (24), 10819-10828 (2002).
  8. Sobel, N., et al. Sniffing and smelling: separate subsystems in the human olfactory cortex. Nature. 392 (6673), 282-286 (1998).
  9. Sun, X., Wang, J., Weitekamp, C. W., Yang, Q. X. A Novel Data Processing Method for Olfactory fMRI Examinations. Proc Intl Soc Mag Res Med. 18 (2010), 1161(2010).
  10. Zatorre, R. J., Jones-Gotman, M., Evans, A. C., Meyer, E. Functional localization and lateralization of human olfactory cortex. Nature. 360 (6402), 339-340 (1992).
  11. Boley, J. C., Pontier, J. P., Smith, S., Fulbright, M. Facial changes in extraction and nonextraction patients. Angle Orthod. 68 (6), 539-546 (1998).
  12. Furman, J. M., Koizuka, I. Reorientation of poststimulus nystagmus in tilted humans. J Vestib Res. 4 (6), 421-428 (1994).
  13. Loevner, L. A., Yousem, D. M. Overlooked metastatic lesions of the occipital condyle: a missed case treasure trove. Radiographics. 17 (5), 1111-1121 (1997).
  14. Tabert, M. H., et al. Validation and optimization of statistical approaches for modeling odorant-induced fMRI signal changes in olfactory-related brain areas. Neuroimage. 34 (4), 1375-1390 (2007).
  15. Wang, J., Sun, X., Yang, Q. X. Methods for olfactory fMRI studies: Implication of respiration. Hum Brain Mapp. 35 (8), 3616-3624 (2014).
  16. Gottfried, J. A., O'Doherty, J., Dolan, R. J. Appetitive and aversive olfactory learning in humans studied using event-related functional magnetic resonance imaging. J Neurosci. 22 (24), 10829-10837 (2002).
  17. Popp, R., Sommer, M., Müller, J., Hajak, G. Olfactometry in fMRI studies: odor presentation using nasal continuous positive airway pressure. Acta Neurobiol Exp (Wars). 64 (2), 171-176 (2004).
  18. Wang, J., et al. Olfactory Habituation in the Human Brain. Proc Intl Soc Mag Res Med. 20, 2150(2012).
  19. Grunfeld, R., et al. The responsiveness of fMRI signal to odor concentration). Proc. 27th Annual Meeting ACHEMS, , A237-A238 (2005).
  20. Jia, H., et al. Functional MRI of the olfactory system in conscious dogs. PLoS One. 9 (1), e86362(2014).
  21. Karunanayaka, P., et al. Networks involved in olfaction and their dynamics using independent component analysis and unified structural equation modeling. Hum Brain Mapp. 35 (5), 2055-2072 (2014).
  22. Royet, J. P., et al. Functional neuroanatomy of different olfactory judgments. Neuroimage. 13 (3), 506-519 (2001).
  23. Doty, R. L. Influence of age and age-related diseases on olfactory function. Ann N Y Acad Sci. 561, 76-86 (1989).
  24. Wang, J., et al. Olfactory deficit detected by fMRI in early Alzheimer's disease. Brain Res. 1357, 184-194 (2010).
  25. Moessnang, C., et al. Altered activation patterns within the olfactory network in Parkinson's disease. Cereb Cortex. 21 (6), 1246-1253 (2011).
  26. Vasavada, M. M., et al. Olfactory cortex degeneration in Alzheimer's disease and mild cognitive impairment. J Alzheimers Dis. 45 (3), 947-958 (2015).
  27. Jacobs, H. I., Radua, J., Lückmann, H. C., Sack, A. T. Meta-analysis of functional network alterations in Alzheimer's disease: toward a network biomarker. Neurosci Biobehav Rev. 37 (5), 753-765 (2013).
  28. Murphy, C., Cerf-Ducastel, B., Calhoun-Haney, R., Gilbert, P. E., Ferdon, S. ERP, fMRI and functional connectivity studies of brain response to odor in normal aging and Alzheimer's disease. Chem Senses. 30 Suppl 1, i170-i171 (2005).
  29. Hummel, T., Kobal, G. Differences in human evoked potentials related to olfactory or trigeminal chemosensory activation. Electroen Clin Neuro. 84 (1), 84-89 (1992).
  30. Cerf-Ducastel, B., Murphy, C. FMRI brain activation in response to odors is reduced in primary olfactory areas of elderly subjects. Brain Res. 986 (1-2), 39-53 (2003).
  31. Cain, W. S. Contribution of the trigeminal nerve to perceived odor magnitude. Ann NY Acad Sci. 237, 28-34 (1974).
  32. Murphy, C., Gilmore, M. M., Seery, C. S., Salmon, D. P., Lasker, B. R. Olfactory thresholds are associated with degree of dementia in Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 11 (4), 465-469 (1990).
  33. Doty, R. L., Brugger, W. E., Jurs, P. C., Orndoff, M. A., Snyder, P. J., Lowry, L. D. Intranasal trigeminal stimulation from odorous volatiles: Psychometric responses from anosmic and normal humans. Physiol Behav. 20 (2), 175-185 (1978).
  34. Kobal, G., Hummel, T. Olfactory and intranasal trigeminal event-related potentials in anosmic patients. Laryngoscope. 108 (7), 1033-1035 (1998).
  35. Frasnelli, J., Lundström, J. N., Schöpf, V., Negoias, S., Hummel, T., Lepore, F. Dual processing streams in chemosensory perception. Front Hum Neurosci. 6, Article 288 (2012).
  36. Yousem, D. M., et al. Gender effects on odor-stimulated functional magnetic resonance imaging. Brain Res. 818 (2), 480-487 (1999).
  37. Koulivand, P. H., Ghadiri, M. K., Gorji, A. Lavender and the nervous system. Evid Based Compl Alt Med. 2013, Article ID 681304 (2013).
  38. Yousem, D. M., et al. Functional MR imaging during odor stimulation: Preliminary data. Neuroradiology. 204 (3), 833-838 (1997).
  39. Hummel, T., Doty, R. L., Yousem, D. M. Functional MRI of intranasal chemosensory trigeminal activation. Chem Senses. 30 (suppl. 1), i205-i206 (2005).

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

Olfactory fMRIRespiration TriggeredOlfactory StimulationfMRI Data ProcessingOlfactometer SetupRespiration BeltONSET ProgramOlfactory CortexOdorant SelectionHabituation Effects

Related Articles