Stima topografica Visual Popolazione ricettivo campi da fMRI

Sommario

È importante ottenere stime imparziali dei campi recettivi della popolazione visiva (pRF) mediante risonanza magnetica funzionale. Utilizziamo lievi vincoli di regolarizzazione per stimare la topografia pRF senza assunzioni a priori sulla forma pRF, consentendoci di scegliere modelli pRF specifici post-hoc. Ciò è particolarmente vantaggioso nei soggetti con lesioni della via visiva.

Abstract

Visiva della corteccia è retinotopically organizzato in modo che le popolazioni vicine di cellule mappa a parti adiacenti del campo visivo. La risonanza magnetica consente di stimare voxel-based popolazione campi recettivi (PRF), cioè, la parte del campo visivo che attiva le cellule in ciascun voxel. Prima,, PRF metodi di stima diretta ¹ soffrono di alcune limitazioni: 1) il modello prf è scelto a priori e non può catturare appieno la reale forma prf, e 2) i centri PRF sono inclini a mislocalization vicino al confine dello spazio stimolo. Qui viene proposto un nuovo metodo di stima topografica PRF ² che aggira in gran parte queste limitazioni. Un modello lineare viene usato per predire il segnale di ossigeno Sangue Level-Dependent (BOLD) convolvendo risposta lineare PRF allo stimolo visivo con la funzione di risposta emodinamica canonica. PRF topografia è rappresentato come un vettore di peso cui componenti rappresentano il strlength della risposta complessiva dei neuroni voxel a stimoli presentati in diverse località del campo visivo. Le equazioni lineari risultanti possono essere risolti per il vettore peso prf utilizzando cresta regressione ^3, cedendo la topografia prf. Un modello prf che è compensata alla topografia stimato può essere scelta post-hoc, migliorando così le stime dei parametri PRF quali l'ubicazione PRF-centrale, orientamento prf, dimensioni, ecc. Avendo la topografia PRF disposizione permette anche la verifica visiva delle stime dei parametri PRF consentono l'estrazione di varie proprietà PRF senza dover fare ipotesi a priori sulla struttura PRF. Questo approccio promette di essere particolarmente utile per studiare l'organizzazione PRF di pazienti con disturbi del sistema visivo.

Introduzione

La risonanza magnetica funzionale (fMRI) misura non invasivo l'organizzazione funzionale della corteccia visiva in scala macroscopica (tipicamente dell'ordine di millimetri). I primi studi retinotopy fMRI utilizzato una misura della coerenza tra la posizione stimolo e hanno suscitato risposte BOLD ^4-7. Questi studi in genere non hanno stima della popolazione dimensioni del campo recettivo. Successivamente, Dumoulin e Wandell ¹ proposto un metodo per superare tale limitazione modellando esplicitamente la posizione e le dimensioni PRF, tramite una funzione lineare di questo modello per predire la risposta BOLD. Tuttavia, una limitazione di....

Protocollo

1. Acquisizione Dati

1. Preparare un protocollo stimolo che è efficace nel suscitare una risposta visiva retinotopica affidabile come precedentemente descritto in Dumoulin e Wandell ¹ e Lee et al. ^2. Tuttavia, altri paradigmi consolidati sono anche applicabili a seconda della domanda sperimentale specifico da affrontare.
2. Stimoli bar Presenti alla deriva attraverso lo schermo in sequenza lungo 8 direzioni dello spazio, a passi di 45 gradi. Assicurarsi che il movimento è in sincronia con l'acquisizione telaio scanner (TR ~ 2 sec) in modo che la barra si muove di un passo di una volta un telaio fMRI inizia e rimane nella ....

Risultati

Accurate prf modellazione richiede catturare correttamente forme PRF. Senza conoscere la topografia PRF la selezione dei modelli simmetrici circolarmente utilizzato in studi precedenti ^1,9-11 è una scelta ragionevole. Questo perché, se l'organizzazione retinotopica locale è omogenea in tutte le direzioni del campo visivo, una risposta popolazione locale potrebbe essere rappresentata come una circolarmente simmetrica aggregato cumulativo delle risposte neuronali. Tuttavia, le nostre osservazioni dimostrano che.......

Discussione

Questo articolo viene illustrato come stimare la topografia della popolazione campi recettivi visivi nella corteccia visiva umana e su come usarlo per selezionare un modello parametrico appropriato per il campo recettivo. Per un retinotopy successo, devono essere selezionati un protocollo di stimolazione adeguata e di un metodo di analisi efficiente, e parametri sperimentali del soggetto (di movimento e di fissaggio) devono essere ottimizzati. Stimoli Bar in movimento in modo sequenziale attraverso il campo visivo sono .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
scanner MRI	Siemens/Philips/GE
MATLAB	The Mathworks, Inc.		http://www.mathworks.com
Software VISTA	Gruppo		http://white.stanford.edu/newlm/index.php/Software
PsychoToolbox	PsychoToolbox		http://psychtoolbox.org
Eye Tracker (VisuaStimDigital)	Resonance Technology Inc		http://mrivideo.com/

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