この資料では、3Tのスキャナを用いたヒト脳および皮質下構造で1.2mmのサンプリングで高解像度の機能的磁気共鳴イメージングを実行するテクニックについて説明します。例として、与えられた人間の上丘（SC）における視覚刺激の地形図を解決するためにこれらの技術の使用。
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この記事について
サマリー
要約
機能的MRI（fMRI）は、非侵襲的ヒト脳活動の相関を測定するために広く使われているツールです。しかし、その使用は主に大脳皮質の表面ではなく、そのような中脳および脳幹などの皮質下の領域で活性を測定する際に注目されている。空間分解能および生理学的ノイズ：皮質下のfMRIのは、2つの課題を克服しなければなりません。ここでは、人間のSC、中脳の背側表面上の構造で高解像度のfMRIを実行するために開発された技術の最適化されたセットを記述する。方法は、イメージの他の脳幹と皮質下の構造に使用することができます。
SCの高分解能（1.2mmのボクセル）fMRIは非従来型のアプローチが必要です。希望の空間サンプリングは、マルチショット（インタリーブ）スパイラル取得1を使用して取得されます。以来、* SC組織のT 2は、それに応じてより長いエコー時間（T E〜40ミリ秒）を最大に使用され、皮質のより長い機能的なコントラストを高くなっています。 SCの完全な範囲をカバーするために、8月10日スライスが得られる。各セッションのFMRIと同じスライス処方箋との構造的解剖学はまた、高解像度のリファレンス·ボリュームに機能データを整列するために使用され、取得されます。
別のセッションで、各被験者に対して、我々は良い組織のコントラストを与えるT 1加重シーケンスを用いた高分解能（0.7ミリメートルのサンプリング）を参照ボリュームを作成します。リファレンスボリュームで、中脳領域がITK-SNAPソフトウェア·アプリケーション2を使用してセグメント化されています。このセグメンテーションは3つのスムーズかつ正確である中脳の三次元表面の表現を作成するために使用されています。面の頂点と法線は、組織4内脳表面からの深さのマップを作成するために使用されます。
機能的なデータがセグメント化された基準ボリュームの座標系に変換されます。ボクセルの深さの関連信号品質を向上させるために指定された深さの範囲内でfMRIの時系列データの平均化を有効にしてください。データは可視化のための3D表面にレンダリングされます。
私たちの研究室では視覚刺激とSC 1内の秘密とあからさまな視覚的注意の地形図を測定するためにこのテクニックを使用しています。例として、私たちはサウスカロライナ州の視覚刺激に極角の地形表現を示しています。
プロトコル
1。極座標角地形刺激と心理物理学
サウスカロライナ州の極角網膜マップを取得するために、我々は、刺激としてドットを移動する90°のウェッジ（視野角の偏心2月9日°、ドット高速4℃/秒を意味する）（ 図1）を使用します 。それはSCの活動は秘密の注意5を適用することによって強化されることが知られており、それゆえ我々は可能な信号を高めるために私たちのパラダイムで注目タスクを使用します。各2裁判上の被験者は、密かに全体のくさびに出席し、固定を維持しながら速度弁別課題を行うように指示されています。ウェッジは、他のすべてのドットより遅いまたはより速く移動し、ランダムに各試行で選択した分野の一つでドットを含む2×3の仮想セクタに分割されています。各試行した後、ウェッジは刺激が24秒周期で完全に回転するように固定の周りに30°回転しています。各実行は、刺激の9.5回転（228秒）で構成されており、実験的なセッションが含まれてい16から18まで実行されます。
各テストの実行時間全体にこのタスクの対象者のパフォーマンスを維持するために、タスクの難易度は2つのランダムインタリーブ2アップ1ダウン階段を使用して調整されています。すべての2連続した正確な試験の後に速度差は8％削減され、すべての不正な裁判のために、差は8％増加しています。
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ディスカッション
私たちの取得とデータ解析技術は、高分解能（1.2mmのボクセル）で皮質下の人間の脳構造の神経活動の測定を可能にします。 3ショットスパイラルの買収は、脳の周りfMRIの測定に特に有害である生理的なノイズを低減します。さらに、組織の我々の層のセグメンテーションは、私たちは、SNRを向上させることができ、データの深さの平均を実行することができます。我々は視覚刺激と人間のSC 1の秘密の視覚的注意の正確な極角地形図を表示するためにこれらのメソッドを使用しています。層分割は、実験制御1の下で異なる機能的活性の深さプロファイル分析を可能にします。
私たちのイメージング法は、ヒトの皮質下構造で神経科学の実験のための新しい道を開く。これらのメソッドは、investi、例えば、ヒトの皮質下の領域での動物で行わ微規模な研究の翻訳を有効にすることができますそのような下丘および蝸牛神経核13-15、またはそのような枕16,17として視床核における視覚的および多感覚応答などの構造における聴覚応答のゲー組織。最後に、これ.......
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開示事項
利害の衝突が宣言されません。
謝辞
この材料は、グラントBCS 1063774の下で国立科学財団によってサポートされる作業に基づいています。
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参考文献
- Katyal, S., Zughni, S., Greene, C., Ress, D. Topography of covert visual attention in human superior colliculus. Journal of Neurophysiology. 104, 3074-3083 (2010).
- Yushkevich, P. A. User-guided 3D active contour segment....
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再版と許可
