方法論記事

視覚野の血中酸素レベル依存性機能的磁気共鳴画像法

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2025年5月29日

この記事について

要約

出典:ガレンチクちゃん、A.、.広視野網膜刺激による視覚野の機能的磁気共鳴画像法(fMRI)。J. Vis. Exp. (2023).

このビデオは、視覚野の機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を実演し、血中酸素濃度に基づいて活動をマッピングする方法を示しています。構造MRI画像を解剖学的基準として取得し、続いてfMRIスキャンを行います。視覚刺激は、視覚野の網膜性ニューロンを活性化するために表示されます。これらの刺激されたニューロンのエネルギー需要の増加は、酸素化された血液の流れを促進し、デオキシヘモグロビンを減少させ、活動を測定するためのfMRI信号を強化します。

プロトコル

人間の参加者が関与するすべての手順は、人間の福祉に関する制度的、国内的、および国際的なガイドラインに準拠して実施され、地元の施設審査委員会によって審査されています。

1. 参加者の準備

  1. fMRI スキャンの手順、リスク、および利点について参加者に通知し、インフォームド コンセントを取得します。
  2. 参加者が MRI の禁忌を持っていないことを確認してください。これには、ペースメーカー、金属インプラント、または閉所恐怖症のスクリーニングが含まれます。不確実性がある場合は、資格のある放射線科医または研究者に相談し、不確実性が残っている場合は参加者を研究から除外してください。
  3. 視覚刺激プロトコルと、fMRIスキャン中に参加者が中央の十字に固執する必要性を説明します。手順に慣れるための教育目的で、参加者に視覚刺激の短いデモンストレーションを見せます。
  4. 参加者をMRIスキャナーのテーブルに慎重に配置して、参加者が快適でリラックスしていることを確認します。耳栓や消音ヘッドセットを用意して、参加者に聞こえる音響ノイズを減らし、聴覚を保護します。
  5. 参加者の頭をヘッドコイルアレイの後半分に固定し、頭の側面にフォームパッドを使用して、頭が適切に固定されていることを確認してモーションアーティファクトを減らします。スキャナーの位置決めシステムを使用して、テーブルをスキャナーの穴に移動します。
  6. ワイドビュースクリーンまたはミラーを患者の目から10cm離して設置します(図1B)。スキャナーボアの背面からボアサイズの画面をヘッドコイルのすぐ後ろに置きます。各参加者のミラー/スクリーンの位置と角度を調整して、一貫した視野角を実現します。
  7. スキャン via インターコムを介した通信中、参加者が快適であることを確認してください。

2. 参加者のfMRIスキャン

  1. }のローカライザースキャンを行い、周波数調整とシミングのためのスキャナー調整とキャリブレーションを行います。
  2. T1強調磁化準備迅速取得グラジエントエコー(MP-RAGE)解剖学的スキャンを実行して、エコー平面イメージング(EPI)スライスの位置付けを支援します。
  3. 次の手順で説明するように、行動実験または心理実験を実行するためのプログラムを使用して、視覚刺激を作成します。
  4. fMRI プロトコルの開始時に、参加者に白い十字 (3° x 3°) に固執するように指示します。これは、刺激の中心にある灰色の背景の上に 10 秒間配置する必要があります。
    注: 白い十字は、各視覚刺激パラダイムの前後に 10 秒間表示されます。したがって、各パラダイムの合計fMRI刺激テストは200秒です
  5. 最初の視覚刺激パラダイム(一連の回転くさび)を30秒の周期(角速度6°/sを与える)で提示し、6つの周期を循環させます。ウェッジ刺激には、スクリーン/>ミラーの端まで伸びる12フレームの回転ウェッジ(1つは時計回りに回転し、もう1つは反時計回りにスキャン)が含まれ、8Hzのコントラスト反転する白黒(100%のコントラスト)チェッカーボードパターン(図2A)が含まれます。
  6. 再び白い十字を10秒間提示します。
  7. }ステップ2.4-2.6を2番目の視覚刺激パラダイム(一連の膨張リングと収縮リング)で30秒間繰り返し、6つの周期を循環させます。リング刺激には、8 Hzのコントラスト反転する白黒(100%コントラスト)の市松模様(図2B)を備えた8フレームの拡張または収縮するリング(>100°視野)を含める必要があります。
  8. fMRI撮影が完了したら、テーブルをスキャナーボアから取り出し、参加者にじっとしているように指示します。ミラー/スクリーンを取り外し、ヘッドコイルの前部を後部に加えて配置し、テーブルをスキャナーの中央に戻します。
  9. 動きがあった場合にはクイックローカライザースキャンを取得し、フルヘッドコイルでMP-RAGEスキャンを取得します。
    注: グループ分析や再構成のための正確なレジストレーションのためには、ヘッドコイル全体を含む解剖学的画像が必要です。

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結果

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
3T MRI scannerSiemens
6-32 ナイロン小ネジ、丸みを帯びたヘッド 鏡/スクリーンをロッドに取り付ける<
8チャンネルヘッドアレイ coilSiemens
Acrylic mirror 幅と長さ 25-30cm
E-PrimePsychology Software Tools 視覚刺激パラダイムを準備して提示する
Rear projection screen サイズは少なくともスキャナがボアした大きさと同じ大きさにする必要があります
tr style='height:20px;'>

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タグ

MRI fMRI

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