La risonanza magnetica funzionale (fMRI) è un metodo prezioso per valutare i cambiamenti nella funzione neurovascolare regionale all'interno della corteccia visiva in risposta agli stimoli, poiché i cambiamenti nel flusso sanguigno regionale sono correlati all'attivazione delle regioni cerebrali 1,2. Le misurazioni del segnale BOLD (Retinotopic Oxygenation Level-Dependent) ad alta risoluzione rappresentano cambiamenti nella deossiemoglobina, che sono guidati da cambiamenti localizzati nel flusso sanguigno e nell'ossigenazione del sangue all'interno del cervello 1,2. I modelli di attività BOLD raccolti dai dati fMRI possono essere utilizzati per mappare funzionalmente la corteccia visiva periferica e centrale, nonché per rilevare i cambiamenti nella mappa retinotopica in risposta alla compromissione visiva e alla neurodegenerazione3.
La maggior parte dei precedenti studi di fMRI ha fatto uso di stimoli non retinotopici a visione ristretta (circa ±12° del campo visivo centrale) o di stimoli retinotopici semplici con stimoli visivi a visione ristretta, che hanno fornito una parcellazione funzionale limitata della rappresentazione retinotopica nella corteccia visiva e una valutazione limitata al solo campo visivo centrale, esclusa la periferia3. Di conseguenza, i dati fMRI a visione ristretta hanno riportato variazioni percentuali BOLD incoerenti nei pazienti affetti da glaucoma 4,5,6. È quindi necessario migliorare gli approcci fMRI per valutare il campo visivo periferico e centrale, in particolare nella valutazione di malattie come il glaucoma.
Il glaucoma è la principale causa di cecità irreversibile e colpisce il 10% delle persone all'età di 80anni. Il glaucoma è causato dalla neurodegenerazione progressiva e irreversibile delle cellule gangliari retiniche, responsabili della trasmissione degli stimoli visivi al cervello attraverso il nervo ottico. Nel glaucoma primario ad angolo aperto (POAG), la forma più comune di glaucoma, l'aumento della pressione intraoculare provoca l'assottigliamento dello strato di fibre nervose retiniche (RNFL), portando alla perdita della visione periferica seguita da cecità periferica e centrale 8,9,10,11. Le evidenze istologiche provenienti da studi sugli animali suggeriscono che il glaucoma provoca inoltre una progressiva neurodegenerazione del nervo ottico, del tratto ottico, del nucleo genicolato laterale, delle radiazioni ottiche e della corteccia visiva12,13. La tecnologia MRI offre un metodo minimamente invasivo per valutare sia l'ossigenazione del sangue che la neurodegenerazione nella corteccia visiva. Nei pazienti con glaucoma, la risonanza magnetica ha trovato evidenza di atrofia della sostanza grigia nella via visiva 13,14,15,16 e sostanza bianca anomala nel chiasma ottico, nel tratto ottico e nella radiazione ottica 1,17,18.
Per esplorare ulteriormente gli effetti sull'elaborazione visiva, la fMRI può essere utilizzata per rilevare la funzione cerebrale in risposta a segnali visivi. Il protocollo qui descritto descrive un nuovo metodo per ottenere una mappa retinotopica a basso costo e ad ampia visione utilizzando la risonanza magnetica funzionale ad alta risoluzione della retinotopia con stimoli ad ampio campo (>100°), come descritto da Zhou et al3. Gli stimoli visivi di anelli di espansione e cunei rotanti sono stati utilizzati per ottenere la mappatura retinotopica dell'eccentricità e dell'angolo polare per la fMRI. Le variazioni percentuali di fMRI BOLD sono state analizzate in funzione dell'eccentricità per valutare la funzione cerebrale, corrispondente sia alla visione centrale che a quella periferica. La variazione percentuale fMRI BOLD può essere utilizzata per visualizzare l'attivazione in tutta la corteccia visiva. Queste misure fMRI forniscono un nuovo metodo affidabile per valutare i cambiamenti neurodegenerativi e i loro effetti funzionali sulla corteccia visiva riscontrati nelle malattie oculari che coinvolgono difetti del campo visivo, come il glaucoma.