Methodenartikel

Functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) van de visuele cortex met retinotopische stimulatie met breedbeeld

DOI:

10.3791/65597

⸱

8 december 2023

 ,  ,  ,  , 
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 dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

We hebben technieken ontwikkeld om de functie van de visuele cortex in kaart te brengen, waarbij we meer van het gezichtsveld gebruiken dan gebruikelijk is. Deze aanpak heeft het potentieel om de evaluatie van zichtstoornissen en oogziekten te verbeteren.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Retinotopische bloedoxygenatieniveau-afhankelijke (BOLD) functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) met hoge resolutie en een breedbeeldpresentatie kan worden gebruikt om de perifere en centrale visuele cortex functioneel in kaart te brengen. Deze methode voor het meten van functionele veranderingen van het visuele brein maakt het mogelijk om de occipitale kwab functioneel in kaart te brengen, waardoor >100° (±50°) of meer van het gezichtsveld wordt gestimuleerd, vergeleken met standaard fMRI-visuele presentatieopstellingen die gewoonlijk <30° van het gezichtsveld beslaan. Een eenvoudig breedbeeldstimulatiesysteem voor BOLD fMRI kan worden ingesteld met behulp van gewone MR-compatibele projectoren door een grote spiegel of scherm dicht bij het gezicht van het onderwerp te plaatsen en alleen de achterste helft van een standaard hoofdspoel te gebruiken om een brede kijkhoek te bieden zonder het zicht te belemmeren. De breedbeeld retinotopische fMRI-kaart kan vervolgens worden afgebeeld met behulp van verschillende retinotopische stimulatieparadigma's, en de gegevens kunnen worden geanalyseerd om de functionele activiteit te bepalen van visuele corticale regio's die overeenkomen met centraal en perifeer zicht. Deze methode biedt een praktisch, eenvoudig te implementeren visueel presentatiesysteem dat kan worden gebruikt om veranderingen in de perifere en centrale visuele cortex als gevolg van oogziekten zoals glaucoom en het verlies van gezichtsvermogen dat daarmee gepaard kan gaan, te evalueren.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) is een waardevolle methode om veranderingen in de regionale neurovasculaire functie in de visuele cortex te beoordelen als reactie op stimuli, aangezien veranderingen in de regionale bloedstroom correleren met de activering van hersengebieden 1,2. Retinotopische bloedoxygenatieniveau-afhankelijke (BOLD) signaalmetingen met hoge resolutie vertegenwoordigen veranderingen in deoxyhemoglobine, die worden aangedreven door gelokaliseerde veranderingen in de bloedstroom en bloedoxygenatie in de hersenen 1,2. BOLD-activiteitspatronen verzameld uit fMRI-gegevens kunnen worden gebruikt om de perifere en centrale visuele cortex functioneel in kaart te brengen, en om veranderingen in de retinotopische kaart te detecteren als reactie op visuele beperkingen enneurodegeneratie.

De meeste eerdere fMRI-onderzoeken maakten gebruik van niet-retinotopische stimuli met een beperkt zicht (ongeveer ±12° van het centrale gezichtsveld) of eenvoudige retinotopische stimuli met visuele stimuli met een beperkt gezichtsvermogen, wat zorgde voor een beperkte functionele parcellatie van de retinotopische representatie in de visuele cortex en een beperkte beoordeling van alleen het centrale gezichtsveld, met uitzondering van de periferie3. Bijgevolg hebben fMRI-gegevens met beperkte weergave inconsistente BOLD-procentuele veranderingen gerapporteerd bij glaucoompatiënten 4,5,6. Er is daarom behoefte aan verbeterde fMRI-benaderingen voor het beoordelen van het perifere en centrale gezichtsveld, met name bij de evaluatie van ziekten zoals glaucoom.

Glaucoom is de belangrijkste oorzaak van onomkeerbare blindheid en treft 10% van de mensen op de leeftijd van 807. Glaucoom wordt veroorzaakt door de progressieve, onomkeerbare neurodegeneratie van retinale ganglioncellen, die verantwoordelijk zijn voor het overbrengen van visuele stimuli naar de hersenen via de oogzenuw. Bij primair openkamerhoekglaucoom (POAG), de meest voorkomende vorm van glaucoom, veroorzaakt verhoogde intraoculaire druk dunner worden van de retinale zenuwvezellaag (RNFL), wat leidt tot verlies van perifeer zicht, gevolgd door perifere en centrale blindheid 8,9,10,11. Histologisch bewijs uit dierstudies suggereert dat glaucoom bovendien resulteert in progressieve neurodegeneratie van de oogzenuw, het oogkanaal, de laterale geniculaire kern, optische straling en visuele cortex12,13. MRI-technologie biedt een minimaal invasieve methode om zowel de bloedoxygenatie als de neurodegeneratie in de visuele cortex te beoordelen. Bij patiënten met glaucoom heeft MRI aanwijzingen gevonden voor atrofie van grijze stof in het visuele pad 13,14,15,16 en abnormale witte stof in het optische chiasma, het optische kanaal en de optische straling 1,17,18.

Om de effecten op visuele verwerking verder te onderzoeken, kan fMRI worden gebruikt om de hersenfunctie te detecteren als reactie op visuele signalen. Het protocol hierin beschrijft een nieuwe methode om een goedkope, breedbeeld-retinotopische kaart te verkrijgen met behulp van retinotopische fMRI met hoge resolutie met breedveldstimuli (>100°), zoals beschreven door Zhou et al3. Visuele stimuli van uitzettende ringen en roterende wiggen werden gebruikt om retinotopische mapping van de excentriciteit en polaire hoek voor fMRI op te wekken. BOLD fMRI-procentuele veranderingen werden geanalyseerd als een functie van excentriciteit om de hersenfunctie te evalueren, overeenkomend met zowel centraal als perifeer zicht. De procentuele verandering van BOLD fMRI kan worden gebruikt om activering in de visuele cortex te visualiseren. Deze fMRI-metingen bieden een betrouwbare nieuwe methode om neurodegeneratieve veranderingen en hun functionele effecten op de visuele cortex te evalueren die worden aangetroffen bij oogziekten met gezichtsvelddefecten, zoals glaucoom.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Onderzoek met menselijke deelnemers werd uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele richtlijnen van het Health Science Center van de Universiteit van Texas en de Stony Brook University, met geïnformeerde toestemming van deelnemers voor deze onderzoeken en het gebruik van hun gegevens.

1. Installatie van MRI-scanner en beeldvormingsprotocollen

  1. Gebruik voor fMRI een 3T MRI-scanner met meerkanaals ontvangerkopspoelen. Verschillende veldsterktes kunnen ook worden gebruikt, maar kunnen problemen opleveren met signaal-ruisverhouding (SNR) of vervormingsartefacten, dus pas dienovereenkomstig aan. Gebruik alleen de achterste helft van de hoofdspoel voor fMRI om een grotere kijkhoek mogelijk te maken die niet wordt belemmerd door de voorste helft van de spoel.
  2. Stel een T1-gewogen magnetisatie-voorbereide MP-RAGE-sequentie (Rapid Acquisition Gradient Echo) in met een herhalingstijd (TR) van 2,2 s, echotijd (TE) van 2,8 ms, gezichtsveld (FOV) van 176 mm x 256 mm x 208 mm, ruimtelijke resolutie van 1 mm x 1 mm x 1 mm, bandbreedte van 190 Hz/pixel, draaihoek van 13°, en een scanduur van 3,1 min3.
  3. Stel een gradiënt-echo, echo-planaire beeldvorming (EPI)-sequentie in met een TR van 2 s, TE van 30 ms, FOV van 220 mm x 220 mm, in-plane resolutie van 1,7 mm x 1,7 mm, 29 plakjes met een dikte van 3 mm en een bandbreedte van 1.500 Hz/pixel3.
  4. Meet de afmetingen van de kopspoel en de scannerboring en construeer vervolgens een eenvoudig frame door een polyvinylchloride (PVC)-buis in geschikte lengtes te snijden en deze te verbinden met PVC-ellebogen. Zorg voor een spiegel van minimaal 25 cm breed en 15 cm hoog en bevestig deze met schroeven aan een plastic staaf (kleine gaatjes kunnen in de spiegel worden geboord).
    1. Bevestig de uiteinden van de plastic staaf aan het PVC-frame met nylon schroeven (Figuur 1A). Zorg ervoor dat de nylon schroeven iets los zitten, zodat de spiegel met de hand kan worden gedraaid om de hoek voor elke deelnemer te optimaliseren.
  5. Maak een scherm om in de MRI-boring te gaan. Knip een segment van een achterprojectiescherm dat ongeveer zo groot is als de MRI-boring. Construeer een frame ter grootte van de boring en bevestig het scherm met schroeven aan het frame. Plaats het scherm in de scanner net achter de hoofdspoel om de afstand tussen het scherm en de spiegel te minimaliseren en het gezichtsveld te maximaliseren.
    NOTITIE: Als de boring van de scanner groot genoeg is, kan een enkel scherm worden gebruikt dat de deelnemer direct kan bekijken in plaats van de opstelling van de spiegel en het achterprojectiescherm. Een projectiescherm dat aan een dunne houten plaat is bevestigd voor de achterkant of een plaat van dun mat wit plastic kan als scherm worden gebruikt en op het frame worden geplaatst in plaats van een spiegel. De projector moet dan zo worden gepositioneerd en gefocust, dat deze het scherm vult en scherp is.

2. Voorbereiding van de deelnemer

  1. Informeer de deelnemer over de procedure, risico's en voordelen van de fMRI-scan. Verkrijg hun geïnformeerde toestemming.
  2. Zorg ervoor dat de deelnemer geen contra-indicaties heeft voor MRI. Dit omvat screening op pacemakers, metalen implantaten of claustrofobie. Als u enige onzekerheid heeft, raadpleeg dan een gekwalificeerde radioloog of onderzoeker en sluit de deelnemer uit van het onderzoek als er nog enige onzekerheid bestaat.
  3. Leg het visuele stimulatieprotocol uit en de noodzaak voor de deelnemers om zich tijdens de fMRI-scans op het centrale kruis te fixeren. Laat de deelnemer een korte demonstratie van de visuele stimulatie zien voor instructiedoeleinden om hem vertrouwd te maken met de procedure.
  4. Plaats de deelnemer voorzichtig op de tafel van de MRI-scanner om ervoor te zorgen dat hij zich comfortabel en ontspannen voelt. Zorg voor oordopjes en/of een geluiddempende headset om het akoestische geluid dat de deelnemer hoort te verminderen om zijn gehoor te beschermen.
  5. Immobiliseer het hoofd van de deelnemer in de achterste helft van de hoofdspoelarray, met behulp van schuimvulling aan de zijkanten van het hoofd om ervoor te zorgen dat het hoofd goed wordt geïmmobiliseerd om bewegingsartefacten te verminderen. Gebruik het positioneringssysteem van de scanner en verplaats de tafel in de scannerboring.
  6. Plaats het breedbeeldscherm of de spiegel op 10 cm van de ogen van de patiënt (Figuur 1B). Plaats het scherm ter grootte van een boring vanaf de achterkant van de scannerboring net achter de kopspoel. Pas de positie en hoek van de spiegel/het scherm voor elke deelnemer aan om een consistente kijkhoek te bereiken.
  7. Zorg ervoor dat de deelnemer zich tijdens de scan op zijn gemak voelt via communicatie via de intercom.

3. fMRI-scan van deelnemer

  1. Voer een lokalisatiescan uit met drie orthogonale vlakken en scanneraanpassingen en kalibraties voor frequentieaanpassing en shimming.
  2. Voer een anatomische MP-RAGE-scan uit om de EPI-plakjes te positioneren.
  3. Creëer visuele stimuli, zoals beschreven in de volgende stappen, met behulp van een programma voor het uitvoeren van gedrags- of psychologische experimenten.
  4. Instrueer de deelnemer aan het begin van het fMRI-protocol om zich te fixeren op het witte kruis (3° x 3°), dat gedurende 10 seconden op een grijze achtergrond in het midden van de stimuli moet staan.
    NOTITIE: Het witte kruis wordt gedurende 10 seconden voor en na elk visueel stimulatieparadigma weergegeven. De totale fMRI-stimulatietest voor elk paradigma is dus 200 s.
  5. Presenteer het eerste visuele stimulatieparadigma (een reeks roterende wiggen) gedurende een periode van 30 s (wat een hoeksnelheid van 6°/s oplevert) en doorloop zes perioden. De wigstimuli moeten 12 frames van roterende wiggen bevatten (één scan met de klok mee en één met tegen de klok in), die zich uitstrekken tot aan de rand van het scherm/de spiegel (>100° gezichtsveld), met een 8 Hz contrastomkerend zwart-wit (100% contrast) dambordpatroon (Figuur 2A).
  6. Presenteer het witte kruis nogmaals gedurende 10 s.
  7. Herhaal stap 3.4-3.6 met het tweede visuele stimulatieparadigma (een reeks uitzettende en samentrekkende ringen) gedurende een periode van 30 s (uitzetten of samentrekken bij 1,8°/s van het gezichtsveld) en doorloop zes perioden. De ringstimuli moeten bestaan uit acht frames van uitzettende of samentrekkende ringen (>100° gezichtsveld), met een 8 Hz contrastomkerend zwart-wit (100% contrast) dambordpatroon (Figuur 2B).
  8. Na het voltooien van de fMRI, verplaatst u de tafel uit de scannerboring terwijl u de deelnemer instrueert stil te blijven. Verwijder de spiegel/het scherm, plaats het voorste deel van de hoofdspoel naast de achterste en plaats de tafel terug naar het midden van de scanner.
  9. Verkrijg een snelle lokalisatiescan in geval van een beweging en verkrijg een MP-RAGE-scan met de volledige kopspoel.
    OPMERKING: Een anatomisch beeld met de hele kopspoel is nodig voor nauwkeurige registratie voor groepsanalyses en reconstructiedoeleinden.

4. Analyse van retinotopische fMRI-gegevens

  1. Download en installeer de FreeSurfer-applicatie voor MRI-analyse (https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu)20.
    OPMERKING: FreeSurfer versie 5.3.0 is hierin gebruikt.
  2. Verkrijg beelden in DICOM-formaat (Digital Imaging and Communications in Medicine) van de MRI-scanner. Converteer de DICOM-bestanden naar nifti-indeling met behulp van de dcm2niix-toepassing (https://www.nitrc.org/projects/mricrogl)21.
  3. Verwerk de T1-gewogen scan om een corticale oppervlaktereferentie te verkrijgen, zoals beschreven in de volgende twee stappen. Gebruik FreeSurfer om structurele gegevens te converteren van nifti-formaat naar .mgz-formaat (mri_convert commando).
  4. Gebruik het recon-all-commando in een shell-omgeving om geautomatiseerde segmentatie en corticale reconstructie van de structurele gegevens uit te voeren.
    OPMERKING: Deze stap kan meer dan 20 uur in beslag nemen.
  5. Gebruik de grafische gebruikersinterface tksurfer om de opgeblazen hemisfeer te bekijken en snijd virtueel de visuele cortex langs de calcarine-spleet en selecteer de occipitale kwab. Gebruik de opdracht mris_flatten om de visuele cortexpleister af te vlakken. Herhaal deze stap voor beide hersenhelften.
  6. Verwijder voor de fMRI-gegevens eerst de rustperioden, met alleen het fixatiekruis weergegeven, van het begin en einde van de gegevens. Screen de fMRI-gegevens op artefacten of grote bewegingen.
  7. Verwerk de functionele gegevens voor ruimtelijke afvlakking en bewegingscorrectie. Modelleer het retinotopische stimulusparadigma en pas een canonieke hemodynamische responsfunctie toe om de responsfunctie te construeren.
  8. Voer retinotopische fasegecodeerde analyse uit van de fMRI-gegevens met behulp van de FreeSurfer-functionele analysestroom (mkanalysis-sess, selxavg3-sess en fieldsign-sess-commando's) om de BOLD fMRI-tijdreeks te correleren met een gemodelleerde responsfunctie en fasegecodeerde retinotopische kaarten te verkrijgen, met een significantieniveau van p < 0,01 (Figuur 3).
  9. Visualiseer de resultaten van de retinotopische kaarten met kleurgecodeerde activeringskaarten die over de vrijwel afgeplatte visuele cortex worden gelegd met behulp van het tksurfer-sess-commando en geef ze weer met het rtview-commando.
  10. Gebruik de fasegecodeerde retinotopische kaarten van de wigstimuli om de grenzen van de primaire visuele cortex (V1) en andere extra dwarsgestreepte gebieden (V2 en V3) te definiëren door veldtekenkaarten (Figuur 3A), samen met anatomische oriëntatiepunten en FreeSurfer-atlassen.
  11. Om de BOLD-respons bij verschillende excentriciteiten te berekenen, gebruikt u eerst FSL Feat (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl) om statistische kaarten te berekenen met behulp van een algemeen lineair model voor elke grootte van ringstimuli met een z-scoredrempel van Z > 2,322,23. Als er een groepsanalyse wordt uitgevoerd, bereken dan de analyse op het tweede niveau voor statistische kaarten van groepsverschillen met FSL Feat om de BOLD-respons bij verschillende excentriciteiten te helpen bepalen.
  12. Co-registreer de fMRI-beelden op het gereconstrueerde corticale oppervlak met behulp van de FreeSurfer bbregister- en tkregister2-commando's om de fMRI-gegevens van de deelnemer af te stemmen op het anatomische structurele beeld van hun hersenen en een nauwkeurige ruimtelijke uitlijning te garanderen.
  13. Groepeer de ringstimuli op excentriciteit voor elk van de acht frames. Teken handmatig interessante gebieden voor verschillende excentriciteiten op basis van de geactiveerde voxelgebieden voor elk frame. Neem de BOLD-procentuele veranderingen en plot ze als een functie van excentriciteit. Gooi de excentriciteitsgegevens ook in centrale (< ±12°) en perifere (> ±12°) regio's, waar een visuele stimulus van ±12° typisch is voor retinotopische fMRI-onderzoeken.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Negen deelnemers met de diagnose POAG (vier mannen, 36-74 jaar oud) en negen gezonde vrijwilligers van dezelfde leeftijd (zes mannen, 53-65) werden geëvalueerd met behulp van het eerder genoemde breedbeeld fMRI-protocol, zoals eerder beschreven door Zhou et al3. POAG werd klinisch bevestigd bij patiënten met een open hoek door beoordeling van de presentatie van gezichtsvelddefecten die overeenkomen met glaucoom, cupping van de optische schijf en/of een intraoculaire druk (IOD) van meer dan 21 mmHg...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het bovenstaande protocol voor het gebruik van breedbeeld retinotopische fMRI is een innovatieve methode om de effecten van verlies van gezichtsvermogen en oogziekten op de hersenen te evalueren. Door retinotopische mapping van de visuele cortex met een breder veld met behulp van een breder scherm, maakt deze benadering een beter begrip mogelijk van de functionele organisatie van het visuele systeem. Dit zou kunnen leiden tot een beter begrip van afwijkingen in het visuele verwerkingssysteem van de hersenen, die optreden...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health [R01EY030996].

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
1/4"-20 nylon machine screws, knurled head thumb screwom staaf aan PVC frame te bevestigen
1-1/4 inch PVC buislengte van ~5-10 ft is nodig
3T MRI scannerSiemens
6-32 nylon machine screws, afgeronde kopom spiegel/scherm aan staaf te bevestigen
8-kanaals hoofdarray spoelSiemens
90 graden PVC elleboog, 1-1/4 inch fitting
Acrylen spiegelBreedte en lengte van 25-30cm
Acrylen staaf1 inch breed, ~ 2 ft lang, afhankelijk van de grootte van de scannerboring en hoofdspoel
E-PrimePsychology Software Toolsom visuele stimuli paradigma's voor te bereiden en te presenteren
Triplex plaat, 1/2 inch dikGrootte moet minstens zo groot zijn als de scannerboring. Snijd als boring-formaat frame voor de projectiescherm
AchterprojectieschermGrootte moet minstens zo groot zijn als de scannerboring

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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. Intrinsic signal changes accompanying sensory stimulation: functional brain mapping with magnetic resonance imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89 (13), 5951-5955 (1992).
  3. Zhou, W., et al. Retinotopic fMRI reveals visual dysfunction and functional reorganization in the visual cortex of mild to moderate glaucoma patients. Journal of Glaucoma. 26 (5), 430-437 (2017).
  4. Duncan, R. O., Sample, P. A., Weinreb, R. N., Bowd, C., Zangwill, L. M. Retinotopic organization of primary visual cortex in glaucoma: a method for comparing cortical function with damage to the optic disk. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 48 (2), 733-744 (2007).
  5. Duncan, R. O., Sample, P. A., Weinreb, R. N., Bowd, C., Zangwill, L. M. Retinotopic organization of primary visual cortex in glaucoma: Comparing fMRI measurements of cortical function with visual field loss. Progress in Retinal and Eye Research. 26 (1), 38-56 (2007).
  6. Gerente, V. M., et al. Evaluation of glaucomatous damage via functional magnetic resonance imaging, and correlations thereof with anatomical and psychophysical ocular findings. PLoS One. 10 (5), e0126362(2015).
  7. Allingham, R. R., Damji, K., Freedman,, Moroj, S., Shafranov, G. Shields' textbook of glaucoma. 5th ed. , Lippincott Willliams & Wilkins. Philadelphia. (2005).
  8. Kerrigan-Baumrind, L. A., Quigley, H. A., Pease, M. E., Kerrigan, D. F., Mitchell, R. S. Number of ganglion cells in glaucoma eyes compared with threshold visual field tests in the same persons. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (3), 741-748 (2000).
  9. Quigley, H. A., Addicks, E. M., Green, W. R. Optic nerve damage in human glaucoma. III. Quantitative correlation of nerve fiber loss and visual field defect in glaucoma, ischemic neuropathy, papilledema, and toxic neuropathy. Archives of Ophthalmology. 100 (1), 135-146 (1982).
  10. Smith 3rd, E. L., Hung, L. F., Harwerth, R. S. Developmental visual system anomalies and the limits of emmetropization. Ophthalmic and Physiological Optics. 19 (2), 90-102 (1999).
  11. Limb, G. A., Martin, K. R. Sixth ARVO/Pfizer Ophthalmics Research Institute Working Group. Current prospects in optic nerve protection and regeneration: sixth ARVO/Pfizer Ophthalmics Research Institute Conference. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (8), 5941-5954 (2011).
  12. Gupta, N., Yucel, Y. H. Glaucoma as a neurodegenerative disease. Current Opinion in Ophthalmology. 18 (2), 110-114 (2007).
  13. Yucel, Y. H., Zhang, Q., Weinreb, R. N., Kaufman, P. L., Gupta, N. Effects of retinal ganglion cell loss on magno-, parvo-, koniocellular pathways in the lateral geniculate nucleus and visual cortex in glaucoma. Progress in Retinal and Eye Research. 22 (4), 465-481 (2003).
  14. Zikou, A. K., et al. Voxel-based morphometry and diffusion tensor imaging of the optic pathway in primary open-angle glaucoma: a preliminary study. American Journal of Neuroradiology. 33 (1), 128-134 (2012).
  15. Chen, W. W., et al. Structural brain abnormalities in patients with primary open-angle glaucoma: a study with 3T MR imaging. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (1), 545-554 (2013).
  16. Yu, L., et al. Morphologic changes in the anterior and posterior subregions of V1 and V2 and the V5/MT + in patients with primary open-angle glaucoma. Brain Research. 1588, 135-143 (2014).
  17. Hernowo, A. T., Boucard, C. C., Jansonius, N. M., Hooymans, J. M. M., Cornelissen, F. W. Automated morphometry of the visual pathway in primary open-angle glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (5), 2758-2766 (2011).
  18. Dai, H., et al. Whole-brain voxel-based analysis of diffusion tensor MRI parameters in patients with primary open angle glaucoma and correlation with clinical glaucoma stage. Neuroradiology. 55 (2), 233-243 (2013).
  19. Zhou, W., Muir, E. R., Chalfin, S., Nagi, K. S., Duong, T. Q. MRI study of the posterior visual pathways in primary open angle glaucoma. Journal of Glaucoma. 26 (2), 173-181 (2017).
  20. Dale, A. M., Fischl, B., Sereno, M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. NeuroImage. 9 (2), 179-194 (1999).
  21. Li, X., Morgan, P. S., Ashburner, J., Smith, J., Rorden, C. The first step for neuroimaging data analysis: DICOM to NIfTI conversion. Journal of Neuroscience Methods. 264, 47-56 (2016).
  22. Smith, S. M., et al. Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL. NeuroImage. 23, 208-219 (2004).
  23. Woolrich, M. W., Ripley, B. D., Brady, M., Smith, S. M. Temporal autocorrelation in univariate linear modeling of FMRI data. NeuroImage. 14 (6), 1370-1386 (2001).
  24. Murphy, M. C., et al. Retinal structures and visual cortex activity are impaired prior to clinical vision loss in glaucoma. Scientific Reports. 6, 31464(2016).
  25. Chan, R. W., et al. Relationships between cerebrovascular reactivity, visual-evoked functional activity, and resting-state functional connectivity in the visual cortex and basal forebrain in glaucoma. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 4037-4040 (2021).
  26. Murphy, M. C., et al. Top-down influence on the visual cortex of the blind during sensory substitution. Neuroimage. 125, 932-940 (2016).
  27. Bang, J. W., Hamilton-Fletcher, G., Chan, K. C. Visual plasticity in adulthood: perspectives from Hebbian and homeostatic plasticity. The Neuroscientist. 29 (1), 117-138 (2023).
  28. Greco, V., et al. A low-cost and versatile system for projecting wide-field visual stimuli within fMRI scanners. Behavior Research Methods. 48 (2), 614-620 (2016).
  29. DeYoe, E. A., Raut, R. V. Visual mapping using blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging. Neuroimaging Clinics of North America. 24 (4), 573-584 (2014).
  30. Pitzalis, S., et al. Wide-field retinotopy defines human cortical visual area v6. The Journal of Neuroscience. 26 (30), 7962-7973 (2006).
  31. Wu, J., et al. Development of a method to present wide-view visual stimuli in MRI for peripheral visual studies. Journal of Neuroscience Methods. 214 (2), 126-136 (2013).
  32. Ellis, C. T., et al. Re-imagining fMRI for awake behaving infants. Nature Communications. 11 (1), 4523(2020).
  33. Yan, T., Jin, F., He, J., Wu, J. Development of a wide-view visual presentation system for visual retinotopic mapping during functional MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 33 (2), 441-447 (2011).
  34. Park, J., Soucy, E., Segawa, J., Konkle, T. Full-field fMRI: a novel approach to study immersive vision. Journal of Vision. 22 (14), 4018(2022).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Functionele MRIretinotopische mappingbreedveldstimulatieBOLD imagingperifeer zichtcentraal zichtmapping van het gezichtsveldoogziektenglaucoom

Gerelateerde artikelen