Articolo metodologico

Risonanza magnetica funzionale (fMRI) della corteccia visiva con stimolazione retinotopica ad ampio raggio

DOI:

10.3791/65597

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8 dicembre 2023

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1Renaissance School of Medicine at Stony Brook University, 2Department of Radiology, University of Colorado School of Medicine, 3Department of Radiology, Montefiore-Einstein, 4Department of Radiology, School of Medicine, Stony Brook University

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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Abbiamo sviluppato tecniche per mappare la funzione della corteccia visiva utilizzando una parte maggiore del campo visivo rispetto a quella comunemente utilizzata. Questo approccio ha il potenziale per migliorare la valutazione dei disturbi della vista e delle malattie degli occhi.

Abstract

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La risonanza magnetica funzionale (fMRI) ad alta risoluzione BOLD (Retinotopic Oxygenation Oxygenation Level-Dependence) con una presentazione ad ampio raggio può essere utilizzata per mappare funzionalmente la corteccia visiva periferica e centrale. Questo metodo per misurare i cambiamenti funzionali del cervello visivo consente la mappatura funzionale del lobo occipitale, stimolando >100° (±50°) o più del campo visivo, rispetto alle configurazioni di presentazione visiva fMRI standard che di solito coprono <30° del campo visivo. Un semplice sistema di stimolazione ad ampio raggio per la fMRI BOLD può essere impostato utilizzando i comuni proiettori compatibili con la risonanza magnetica posizionando un grande specchio o schermo vicino al viso del soggetto e utilizzando solo la metà posteriore di una bobina di testa standard per fornire un ampio angolo di visione senza ostruire la sua visione. La mappa fMRI retinotopica ad ampia visione può quindi essere visualizzata utilizzando vari paradigmi di stimolazione retinotopica e i dati possono essere analizzati per determinare l'attività funzionale delle regioni corticali visive corrispondenti alla visione centrale e periferica. Questo metodo fornisce un sistema di presentazione visiva pratico e facile da implementare che può essere utilizzato per valutare i cambiamenti nella corteccia visiva periferica e centrale dovuti a malattie oculari come il glaucoma e la perdita della vista che può accompagnarle.

Introduzione

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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

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Protocollo

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La ricerca con partecipanti umani è stata eseguita in conformità con le linee guida istituzionali presso l'Health Science Center dell'Università del Texas e la Stony Brook University, con il consenso informato ottenuto dai partecipanti per questi studi e l'uso dei loro dati.

1. Impostazione dello scanner MRI e dei protocolli di imaging

  1. Per la fMRI, utilizzare uno scanner MRI 3T con bobine di testa del ricevitore multicanale. È possibile utilizzare anche diverse intensità di campo, ma possono presentare difficoltà con il rapporto segnale/rumore (SNR) o artefatti di distorsione, quindi regolare di conseguenza. Utili....

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Risultati

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Nove partecipanti con diagnosi di POAG (quattro maschi, 36-74 anni) e nove volontari sani di pari età (sei maschi, 53-65) sono stati valutati utilizzando il suddetto protocollo fMRI ad ampia visione, come precedentemente descritto da Zhou et al3. La POAG è stata confermata clinicamente nei pazienti con angolo aperto mediante la valutazione della presentazione di difetti del campo visivo coerenti con glaucoma, coppettazione del disco ottico e/o pressione intraoculare (IOP) superiore a 21 mmHg

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Discussione

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Il protocollo di cui sopra per l'utilizzo della fMRI retinotopica ad ampia visione è un metodo innovativo per valutare gli effetti della perdita della vista e delle malattie oculari sul cervello. Attraverso la mappatura retinotopica ad ampio campo della corteccia visiva con l'uso di uno schermo a visione più ampia, questo approccio consente una comprensione più completa dell'organizzazione funzionale del sistema visivo. Ciò potrebbe portare a una migliore comprensione delle anomalie nel sistema di elaborazione visiva del.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health [R01EY030996].

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Viti a macchina in nylon da 1/4"-20, viteper fissare l'asta al telaio in PVC
PVC da 1-1/4 pollicidi ~5-10 piedi
Scanner MRI 3T
6-32, testaper fissare lo specchio/schermo all'asta
Bobina array testa a 8 canaliSiemens
Gomito in PVC a 90 gradi, montaggio
SpecchioLarghezza e lunghezza di 25-30 cm
Astaacrilica di 1 pollice di larghezza, ~ 2 piedi di lunghezza a seconda delle dimensioni del foro dello scanner e della bobina della testa
E-Primeperpreparare e presentare paradigmi di stimoli visivi Foglio
compensato, spessore1/2 polliceLe dimensioni devono essere almeno pari al foro dello scanner. Taglio come cornice di dimensioni forabili per lo schermo di proiezione
di retroproiezioneLe dimensioni devono essere almeno pari al foro dello scanner
a testa zigrinata È necessaria una lunghezza del tubo in Viti a macchina in nylon Siemens arrotondata da 1-1/4 di pollice acrilico Strumenti software di psicologia di Schermo

Riferimenti

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  1. Kwong, K. K., et al. Dynamic magnetic resonance imaging of human brain activity during primary sensory stimulation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (12), 5675-5679 (1992).
  2. Ogawa, S., et al.

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Tag

Risonanza magnetica funzionaleMappatura retinotopicaStimolazione a campo ampioImaging BOLDVisione perifericaVisione centraleMappatura del campo visivoMalattie oftalmicheGlaucoma

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