Questo articolo mostra una procedura ottimizzata per l'imaging dei substrati neurali della stimolazione uditiva nel cervello Songbird utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI). Esso descrive la preparazione degli stimoli sonori, il posizionamento del soggetto e l'acquisizione e la successiva analisi dei dati fMRI.
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Articolo metodologico
Risonanza magnetica funzionale (fMRI) con Auditory Stimulation in uccelli canori
In questo articolo
Sommario
Abstract
La neurobiologia del canto degli uccelli, come modello per il linguaggio umano, è una zona marcata di ricerca in neuroscienze comportamentali. Considerando che l'elettrofisiologia e molecolare approcci permettono l'indagine sia stimoli differenti su alcuni neuroni, o uno stimolo in grandi parti del cervello, il livello di ossigenazione del sangue dipendente (BOLD), risonanza magnetica funzionale (fMRI) permette di combinare entrambi i vantaggi, cioè confrontare l'attivazione neurale indotta da stimoli differenti in tutto il cervello in una volta. fMRI in uccelli canori è impegnativo a causa delle piccole dimensioni del loro cervello e perché le loro ossa e soprattutto il loro cranio comprendono numerose cavità d'aria, inducendo importanti artefatti di suscettibilità. Gradient-echo (GE) fMRI BOLD è stato applicato con successo per uccelli canori 1-5 (per una rassegna, vedi 6). Questi studi si sono concentrati sulle aree cerebrali uditive primarie e secondarie, che sono le regioni libere di artefatti di suscettibilità. Tuttavia, poiché proccessi di interesse possono verificarsi al di là di queste regioni, è necessaria tutta la fMRI BOLD cervello utilizzando una sequenza MRI meno suscettibile a questi manufatti. Ciò può essere ottenuto utilizzando spin-echo (SE) BOLD fMRI 7,8. In questo articolo, si descrive come utilizzare questa tecnica in diamanti mandarini (Taeniopygia guttata), che sono piccoli uccelli canori, con un peso di 15-25 g ampiamente studiato in neuroscienze comportamentali del canto degli uccelli. Il tema principale di studi fMRI su uccelli canori è percezione canzone e canzone apprendimento. La natura degli stimoli uditivi in combinazione con i deboli sensibilità BOLD di SE (rispetto a GE) sequenze fMRI basati rende l'implementazione di questa tecnica molto impegnativo.
Protocollo
1. Preparazione degli stimoli uditivi
- Prima di registrare il suono-stimolo, mentre in fase di riproduzione all'interno del foro del sistema MR 7T. L'alesaggio è uno spazio limitato che può distorcere gli stimoli uditivi con conseguente valorizzazione di determinate frequenze uditive. Figura 1 mostra le frequenze enfatizzate e repressa come dimostrano le nostre registrazioni di rumore bianco realizzato in corrispondenza della posizione della testa degli stessi all'interno del magnete con un microfono in fibra ottica (Optimic 1160, Optoacoustics). Per compensare questo aumento artificiale, una funzione di equalizzazione viene app....
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Risultati
Siamo qui presentate visivamente una sequenza ottimizzata di procedure per l'imaging di successo di substrati neurali di stimoli uditivi nel cervello fringuello zebra. In primo luogo, la procedura descritta per la preparazione dei stimoli uditivi risultati in stimoli che può essere incorporato in un ON / OFF blocco paradigma (Figura 2) e che sono normalizzati per eliminare potenziali differenze nel livello di pressione sonora che potrebbe evocare una risposta differenziale nel cervello . Dopo .......
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Discussione
In questo rapporto, descriviamo un protocollo ottimizzato per la dettagliata caratterizzazione in vivo di substrati neurali della stimolazione uditiva in anestetizzati diamante mandarino.
In linea con il protocollo presentato, la maggior parte degli studi di attivazione funzionale del cervello in animali utilizzando fMRI BOLD, anestetizzare gli animali durante l'acquisizione. Animali di addestramento per abituarli all'ambiente magnete e il rumore dello scanner durante i peri.......
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Dichiarazioni
Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata sostenuta da finanziamenti della Fondazione per la Ricerca - Fiandre (FWO, progetto Nr. G.0420.02 e G.0443.11N), l'Ercole Foundation (Grant Nr. AUHA0012), concertate azioni di ricerca (finanziamento GOA) presso l'Università di Anversa, e in parte sponsorizzato dalla CE - FP6 progetto Dimi, LSHB-CT-2005-512146 e CE - FP6 progetto EMIL LSHC-CT-2004-503569 per A.VdL. G.DG e CP sono borsisti post-dottorato della Fondazione di Ricerca - Fiandre (FWO).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Anestetico a base di isoflurano | Isoflo | 05260-05 | |
| Hardware/software PC-Sam | SA-Instruments | http://www.i4sa.com | |
| Sistema di monitoraggio e sincronizzazione | 1025 | ||
| Sistema riscaldante per piccoli roditori compatibile con RM | Modello 1025 compatibile | ||
| Sonda rettale per temperatura | RTP-102B | 7'', 0.044'' | |
| Scanner RM 7T | Bruker Biospin | PHS 70/16 | |
| Software Paravision | 5.1 | ||
| Inserto a gradiente | BGA9S | 400 mT/m, 300A, 500V | |
| Amplificatori di gradiente | Copley Co., USA | C256 | |
| Risonatori di trasmissione | Diametro interno: 72 mm, solo trasmissione, disaccoppiamento attivo | ||
| Antenna ricevente - Testa di topo quadratura da 20 mm | Solo ricezione, disaccoppiamento attivo | ||
| Software WaveLab | Steinberg | ||
| Software Praat | Paul Boersma, Università di Amsterdam | http://www.praat.org | |
| Altoparlanti dinamici non magnetici | Visation, Germania | HK 150 | |
| Microfono in fibra ottica | Optoacoustics, | Optimic 1160 | |
| Amplificatore audio | Phonic corporation | MM 1002a | |
| Software Presentation | Neurobehavioral Systems Inc. | ||
| MRIcro | Chris Rorden | http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/ | |
| Mappatura Parametrica Statistica (SPM) | Welcome Trust Centre for Neuroimaging | 8 | http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ |
Riferimenti
- Van Meir, V., et al. Spatiotemporal properties of the BOLD response in the songbirds' auditory circuit during a variety of listening tasks. Neuroimage. 25, 1242-1255 (2005).
- Boumans, T., Theunissen, F. E., Poirier, C., Van Der Linden, A.
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Ristampe e permessi
