Name: Het meten van connectiviteit in de primaire visuele Pathway in Human Albinisme Met behulp van Diffusion Tensor Imaging en tractografie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 26 s
Description: Verken diffusie-MRI en tractografie om thalamocorticale connectiviteit in albinisme te onderzoeken. Deze methode vergelijkt deterministische en probabilistische algoritmen voor niet-invasieve mapping van witte stofbanen in de visuele pathway.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Het werk wordt gedeeltelijk ondersteund door de Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada (NSERC). De auteurs danken de deelnemers, Dr. Rick Thompson voor zijn hulp bij het werven van de albinisme patiënten, Denis Romanovsky voor zijn hulp draaien van een van de analyses en het wijzigen van een figuur, Mónica Giraldo Chica voor haar kennis en advies met tractografie, Joy Williams voor haar hulp in MRI acquisitie, en Aman Goyal voor zijn MRI-analyse deskundigheid.

<ol><li>Montoliu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+the+complexity%3A+new+genes+and+new+types+of+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22Pigment+Cell+Melanoma+Res%22%5BJournal%5D)">Increasing the complexity: new genes and new types of albinism.</a> Pigment Cell Melanoma Res. 27, 11-18 (2013).</li>
<li>Martinez-Garcia, M., Montoliu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Albinism+in+Europe%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Albinism in Europe.</a> J. Dermatol. 40 (5), 319-324 (2013).</li>
<li>Gottlob, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Albinism%3A+a+model+of+adaptation+of+the+brain+in+congenital+visual+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Opthalmol%22%5BJournal%5D)">Albinism: a model of adaptation of the brain in congenital visual disorders.</a> Br. J. Opthalmol. 91 (4), 411-412 (2007).</li>
<li>Wilk, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+between+foveal+cone+specialization+and+pit+morphology+in+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">Relationship between foveal cone specialization and pit morphology in albinism.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 55 (7), 4186-4198 (2014).</li>
<li>Von dem Hagen, E. A. H., Houston, G. C., Hoffman, M. B., Morland, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pigmentation+predicts+the+shift+in+the+line+of+decussation+in+humans+with+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Pigmentation predicts the shift in the line of decussation in humans with albinism.</a> Eur. J. Neurosci. 25, 503-511 (2007).</li>
<li>Rice, D. S., Williams, R. W., Goldowitz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+control+of+retinal+projections+in+inbred+strains+of+albino+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+comp+neurol%22%5BJournal%5D)">Genetic control of retinal projections in inbred strains of albino mice.</a> J comp neurol. 354 (3), 459-469 (1995).</li>
<li>Schmitz, B., Schaefer, T., Krick, C. M., Reith, W., Backens, M., Kasmann-Kellner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Configuration+of+the+optic+chiasm+in+humans+with+albinism+as+revealed+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">Configuration of the optic chiasm in humans with albinism as revealed by magnetic resonance imaging.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44 (1), 16-21 (2003).</li>
<li>Mcketton, L., Kelly, K. R., Schneider, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+lateral+geniculate+nucleus+and+optic+chiasm+in+human+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Abnormal lateral geniculate nucleus and optic chiasm in human albinism.</a> J. Comp. Neurol. 522 (11), 2680-2687 (2014).</li>
<li>Williams, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ephrin-B2+and+EphB1+mediate+retinal+axon+divergence+at+the+optic+chiasm%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Ephrin-B2 and EphB1 mediate retinal axon divergence at the optic chiasm.</a> Neuron. 39 (6), 919-935 (2003).</li>
<li>van Genderen, M. M., Riemslag, F. C., Schuil, J., Hoeben, F. P., Stilma, J. S., Meire, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chiasmal+misrouting+and+foveal+hypoplasia+without+albinism%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opthalmol%22%5BJournal%5D)">Chiasmal misrouting and foveal hypoplasia without albinism.</a> J. Opthalmol. 90 (9), 1098-1102 (2006).</li>
<li>Yücel, Y. H., Zhang, Q., Gupta, N., Kaufman, P. L., Weinreb, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+neurons+in+magnocellular+and+parvocellular+layers+of+the+lateral+geniculate+nucleus+in+Glaucoma%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Ophthalmol%22%5BJournal%5D)">Loss of neurons in magnocellular and parvocellular layers of the lateral geniculate nucleus in Glaucoma.</a> Arch. Ophthalmol. 118 (3), 378-384 (2000).</li>
<li>von dem Hagen, E. A., Hoffman, M. B., Morland, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+human+albinism%3A+a+comparison+of+VEP+and+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">Identifying human albinism: a comparison of VEP and fMRI.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 49 (1), 238-249 (2008).</li>
<li>Burkhalter, A., Bernardo, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organization+of+cortico-cortical+connections+in+human+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Organization of cortico-cortical connections in human visual cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 86 (3), 1071-1075 (1989).</li>
<li>Mufson, E. J., Brady, D. R., Kordower, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracing+neuronal+connections+in+postmortem+human+hippocampal+complex+with+the+carbocyanine+Dye+DiI%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Aging%22%5BJournal%5D)">Tracing neuronal connections in postmortem human hippocampal complex with the carbocyanine Dye DiI.</a> Neurobiol. Aging. 11 (6), 649-653 (1990).</li>
<li>Wedeen, V. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+spectrum+magnetic+resonance+imaging+%28DSI%29+tractography+of+crossing+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers.</a> Neuroimage. 41 (4), 1267-1277 (2008).</li>
<li>Smith, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tract-based+spatial+statistics%3A+voxelwise+analysis+of+multi-subject+diffusion+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Tract-based spatial statistics: voxelwise analysis of multi-subject diffusion data.</a> NeuroImage. 31 (4), 1487-1505 (2006).</li>
<li>Newcombe, V. F., Das, T., Cross, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+imaging+in+neurological+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Diffusion imaging in neurological disease.</a> J. Neurol. 260 (1), 335-342 (2013).</li>
<li>Behrens, T. E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+mapping+of+connections+between+human+thalamus+and+cortex+using+diffusion+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Non-invasive mapping of connections between human thalamus and cortex using diffusion imaging.</a> Nat. Neurosci. 6 (7), 750-757 (2003).</li>
<li>Bassi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probabilistic+diffusion+tractography+of+the+optic+radiations+and+visual+function+in+preterm+infants+at+term+equivalent+age%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Probabilistic diffusion tractography of the optic radiations and visual function in preterm infants at term equivalent age.</a> Brain. 131 (2), 573-582 (2008).</li>
<li>Hofer, S., Karaus, A., Frahm, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstruction+and+dissection+of+the+entire+human+visual+pathway+using+diffusion+tensor+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neuroanat%22%5BJournal%5D)">Reconstruction and dissection of the entire human visual pathway using diffusion tensor MRI.</a> Front Neuroanat. 4, 1-7 (2010).</li>
<li>Fujita, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+Geniculate+Nucleus%3A+Anatomic+and+Functional+Identification+by+Use+of+MR+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Lateral Geniculate Nucleus: Anatomic and Functional Identification by Use of MR Imaging.</a> Am. J. Neuroradiol. 22 (9), 1719-1726 (2001).</li>
<li>McKetton, L., Joy, W., Viviano, J. D., Yücel, Y. H., Gupta, N., Schneider, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+resolution+structural+magnetic+resonance+imaging+of+the+human+subcortex+in+vivo+and+postmortem%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">High resolution structural magnetic resonance imaging of the human subcortex in vivo and postmortem.</a> J. Vis. Exp. , (2015).</li>
<li>Fischl, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FreeSurfer%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">FreeSurfer.</a> NeuroImage. 62 (2), 774-781 (2012).</li>
<li>Yeh, F. C., Verstynen, T. D., Wang, Y., Fernández-Miranda, J. C., Tseng, W. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deterministic+Diffusion+Fiber+Tracking+Improved+by+Quantitative+Anisotropy%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Deterministic Diffusion Fiber Tracking Improved by Quantitative Anisotropy.</a> PLoS One. 8 (11), 807-813 (2013).</li>
<li>Jiang, H., van Zijl, P. C., Kim, J., Pearlson, G. D., Mori, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DtiStudio%3A+resource+program+for+diffusion+tensor+computation+and+fiber+bundle+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Comput.+Methods.+Programs.+Biomed%22%5BJournal%5D)">DtiStudio: resource program for diffusion tensor computation and fiber bundle tracking.</a> Comput. Methods. Programs. Biomed. 81 (2), 106-116 (2006).</li>
<li>Smith, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23 (1), 208-219 (2004).</li>
<li>Galantucci, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((White+matter+damage+in+primary+progressive+aphasias%3A+a+diffusion+tensor+tractography+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurol%22%5BJournal%5D)">White matter damage in primary progressive aphasias: a diffusion tensor tractography study.</a> J. Neurol. 134, 3011-3029 (2011).</li>
<li>Cabin, R. J., Mitchell, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((To+Bonferroni+or+not+to+Bonferroni%3A+when+and+how+are+the+questions%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Ecol.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">To Bonferroni or not to Bonferroni: when and how are the questions.</a> Bull. Ecol. Soc. Am. 81 (3), 246-248 (2000).</li>
<li>Kaiser, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospective+evaluation+of+visual+acuity+assessment%3A+a+comparison+of+snellen+versus+ETDRS+charts+in+clinical+practice+%28An+AOS+Thesis%29%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+Am.+Ophthalmol.+Soc%22%5BJournal%5D)">Prospective evaluation of visual acuity assessment: a comparison of snellen versus ETDRS charts in clinical practice (An AOS Thesis).</a> Trans. Am. Ophthalmol. Soc. 107, 311-324 (2009).</li>
<li>Farahibozorg, S., Hashemi-Golpayegani, S. M., Ashburner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age+and+sex-related+variations+in+the+brain+white+matter+fractal+dimension+throughout+adulthood%3A+An+MRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Age and sex-related variations in the brain white matter fractal dimension throughout adulthood: An MRI study.</a> Clin. Neuroradiol. 25 (1), 19-32 (2014).</li>
<li>Tian, L., Wang, J., Yan, C., He, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemisphere+and+gender-related+differences+in+small+world+brain+networks%3A+a+resting+state+functional+MRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Hemisphere and gender-related differences in small world brain networks: a resting state functional MRI study.</a> NeuroImage. 54 (1), 191-202 (2011).</li>
<li>Ge, Y., Grossman, R. I., Babb, J. S., Rabin, M. L., Mannon, L. J., Kolson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+total+gray+matter+and+white+matter+changes+in+normal+adult+brain.+Part+1%3A+volumetric+MR+imaging+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Age-related total gray matter and white matter changes in normal adult brain. Part 1: volumetric MR imaging analysis.</a> Am. J. Neuroradiol. 23 (8), 1327-1333 (2002).</li>
<li>Zhang, L., Dean, D., Liu, J. Z., Sahgal, V., Wang, X., Yue, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+degeneration+of+white+matter+in+normal+aging+using+fractal+dimension%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Aging%22%5BJournal%5D)">Quantifying degeneration of white matter in normal aging using fractal dimension.</a> Neurobiol. Aging. 28 (10), 1543-1555 (2007).</li>
<li>Jones, D. K., Knosche, T. R., Turner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((White+matter+integrity%2C+fiber+count%2C+and+other+fallacies%3A+The+do%27s+and+don%27ts+of+diffusion+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">White matter integrity, fiber count, and other fallacies: The do's and don'ts of diffusion MRI.</a> NeuroImage. 73, 239-254 (2013).</li>
<li>Coenen, V. A., Huber, K. K., Krings, T., Weidemann, J., Gilsbach, J. M., Rohde, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion-weighted+imaging-guided+resection+of+intracerebral+lesions+involving+the+optic+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurg.+Rev%22%5BJournal%5D)">Diffusion-weighted imaging-guided resection of intracerebral lesions involving the optic radiation.</a> Neurosurg. Rev. 28 (3), 188-195 (2005).</li>
<li>Andrews, T. J., Halperm, S. D., Purves, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlated+size+variations+in+human+visual+cortex%2C+lateral+geniculate+nucleus%2C+and+optic+tract%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Correlated size variations in human visual cortex, lateral geniculate nucleus, and optic tract.</a> J. Neurosci. 17 (8), 2859-2865 (1997).</li>
<li>Bridge, H., Thomas, O., Jbabdi, S., Cowey, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+connectivity+after+visual+cortical+brain+damage+underlie+altered+visual+function%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Changes in connectivity after visual cortical brain damage underlie altered visual function.</a> Brain. 131, 1433-1444 (2008).</li>
<li>Asman, A. J., Landman, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-local+statistical+label+fusion+for+multi-atlas+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Image.+Anal%22%5BJournal%5D)">Non-local statistical label fusion for multi-atlas segmentation.</a> Med. Image. Anal. 17 (2), 194-208 (2013).</li>
</ol>

De auteurs verklaren geen belangenconflict.

Veranderde WM en meer in het bijzonder verminderde connectiviteit albinisme vergelijking met controles werden verwacht. Zo is de verminderde FA in de rechter hersenhelft van albinisme in vergelijking met controles, evenals de verminderde connectiviteit bij mannelijke patiënten met albinisme hier vermeld zijn in lijn met onze voorspelling. Geslacht en hemisfeer effecten niet volledig duidelijk, hoewel onderzoek op gezonde hersenen suggereert dat verminderde WM complexiteit in de linkerhelft van mannen dan bij vrouwen <su...

Albinisme is een genetische aandoening in de eerste plaats gekenmerkt door openlijke hypopigmentatie waargenomen in de getroffen personen. Het wordt veroorzaakt door erfelijke mutaties van genen betrokken bij melaninesynthese 1. Albinisme verschijnt in twee hoofdvormen: oculo-cutane albinisme (OCA), een autosomaal recessieve eigenschap presenteren zowel oog- en cutane kenmerken; en oculaire albinisme (OA), een X-gebonden eigenschap vaker voor bij mannen en voornamelijk gekenmerkt door de oculaire symptomen 2. Melanine in de retinale pigment epitheel (RPE) is van cruciaal belang voor een goede ontwikkeling van de centrale visuele route. Zijn afwezigheid in albinisme leidt daarom tot een visuele handicap, met inbegrip van fotofobie, nystagmus, verminderde gezichtsscherpte en verlies van binoculair zien 2-3. Gezichtsscherpte is gekoppeld aan foveale morfologie, die is gewijzigd albinisme 4. Bij de mens, een retinale lijn van decussation ligt langs de nasotemporal grens door de fovea, met vezels uit nasale retinaovertocht naar het andere halfrond en die van tijdelijke retina ipsilateraal uitstrekt. De mate van verminderde visuele functie in albinisme is gekoppeld aan het niveau van hypopigmentatie. Specifiek, pigmentatie is omgekeerd evenredig met de verschuiving naar tijdelijke retina van de lijn van decussation 5. Als gevolg van de verschuiving in de lijn van decussation in de temporale netvlies, is overschrijding van de optische zenuw vezels verhoogd - een kenmerk gemeen in alle soorten 3. Structurele MRI studies op mensen aangetoond smaller optische chiasms albinisme in vergelijking met controles, die waarschijnlijk het gevolg van de toegenomen overschrijding van RGC waargenomen albinisme 6-8. Het netvlies en optische chiasm uiten axonale begeleiding signalen zoals Eph familie receptoren en hun liganden 9 en zijn dus kandidaat-locaties voor misrouting 10. Een studie over apen met geïnduceerde glaucoom bleek een significant decemberrease van het aantal LGN parvalbumin-immunoreactieve relay neuronen en LGN volume 11. Dit suggereert een verband tussen LGN grootte en het aantal witte stof (WM) trajecten reizen door de OF V1. Een post mortem onderzoek op de menselijke albinisme bleek ook kleinere LGN met gesmolten M en P lagen 12. Hoge-resolutie structurele MRI bevestigd significante vermindering van de omvang van de LGN in albinisme 8. Samengenomen suggereren deze bevindingen dat LGN daalde kan een kleiner aantal neuronen in de LGN, en op zijn beurt een verminderde connectiviteit tussen LGN en V1. Het onderzoeken van patronen van anatomische connectiviteit bij de mens is beperkt. Dissection, tracer injectie en laesie inductie zijn invasieve technieken die alleen kan worden gebruikt post mortem, en meestal om een ​​zeer klein aantal patiënten. Vorige studies met behulp van carbocyanine kleurstof DII injecties aangetoond neuronale verbindingen tussen V1 en V2 (secundaire visuele cortex) 13, alsmede in de hippocampus complex in-aldehyde vaste post-mortem menselijke hersenen 14. Labeling vezels op deze wijze is beperkt tot afstanden van enige tientallen millimeters vanaf het injectiepunt 14. Diffusion tensor imaging, DTI, is een MRI-modaliteit ontwikkeld in het begin-midden van de jaren 1990 tot fiber-darmkanaal richting en de organisatie te identificeren. Het is een niet-invasieve methode die in kaart brengen van grote WM trajecten in de levende hersenen mogelijk maakt. DTI is gevoelig voor de diffusie van watermoleculen in biologisch weefsel 15. In de hersenen, de diffusie van water anisotrope (ongelijkmatige) door barrières zoals membranen en myeline. WM heeft hoge diffusie anisotropie, wat betekent dat de verspreiding groter dan parallel loodrecht op de oriëntatie van de vezels 16. Fractionele anisotropie (FA) is een scalaire hoeveelheid die de voorkeur van moleculen te diffunderen in een anisotrope wijze beschrijft. FA waarden variëren 0-1, van laag tot hoog anisotstroperige (cerebrospinale vloeistof (CSF) &lt;grijze stof (GM) &lt;WM) 16. Stroomlijn (deterministische) en probabilistische fiber bijhouden van zijn twee verschillende algoritmen voor 3D-reconstructie pad. Deterministische tractografie maakt gebruik van een lijn voortplanting methode, het aansluiten van de naburige voxels passen in een bepaald zaad regio. Twee stop criteria die in dit algoritme zijn de draaihoek en de FA waarde. Daarom darmkanaal tracing tussen naburige voxels is onwaarschijnlijk grote keerpunt hoeken. Het algoritme zou daarom vordert ook alleen als de FA in een voxel boven een bepaalde drempel, het beperken van de effectiviteit ervan bij het nauwkeurig definiëren van paden in de buurt van grijze stof, waarbij anisotropie daalt. Probabilistische tractography, aan de andere kant, levert een verbinding map waarin de waarschijnlijkheid van een voxel een deel van een kanaal tussen twee gebieden van belang (ROI) en dus vordert in grijze materie, zoals V1 17. Met behulp van deze MRI toepassing, de belangrijkste WM structuren zoals deOf kan worden afgebakend, zoals in eerdere studies 18-20. Deze studie maakt gebruik van daarom verspreiding van gegevens en tractografie om het effect van axonale misrouting op retino-geniculo-corticale connectiviteit te verkennen. Omdat eerder gerapporteerde vermindering van LGN delen in menselijke albinisme 8, voorspellen we dat vezels projecties van LGN naar V1 ook verminderd (figuur 1).

<table><tbody><tr><td>Magnetom Tim Trio 3T MRI</td><td>Siemens (Erlangen, Duitsland)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FMRIB&rsquo;s Software Library (FSL)</td><td></td><td></td><td>http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/</td></tr><tr><td>FreeSurfer</td><td></td><td></td><td>http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu</td></tr><tr><td>DSI Studio</td><td></td><td></td><td>http://dsi-studio.labsolver.org</td></tr><tr><td>SPSS</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

het meten van connectiviteit in de primaire visuele pathway in human albinisme met behulp van diffusion tensor imaging en tractografie

Measuring Connectivity in the Primary Visual Pathway in Human Albinism Using Diffusion Tensor Imaging and Tractography

In albinisme, wordt het aantal ipsilateraal uitstekende retinale ganglioncellen (RGC&#39;s) aanzienlijk verminderd. Het netvlies en optisch chiasma zijn voorgesteld als kandidaat-locaties voor misrouting. Omdat een correlatie tussen het aantal laterale geniculate nucleus (LGN) relais neuronen en LGN grootte is aangetoond, en op basis van eerder gerapporteerde vermindering van de LGN volumes in de menselijke albinisme, stellen we voor dat vezels projecties van LGN naar de primaire visuele cortex (V1) worden ook verminderd. Het bestuderen structuurverschillen in het visuele systeem van albinisme kan het begrip van het mechanisme van misrouting en daaropvolgende klinische toepassingen verbeteren. Diffusion gegevens en tractografie zijn nuttig voor het in kaart brengen van de OR (optische straling). Dit manuscript beschrijft twee algoritmes voor reconstructie OR om hersenen connectiviteit vergelijken albinisme en controls.An MRI scanner met een 32-kanaals hoofdspoel gebruikt structurele scans verwerven. Een T1-gewogen 3D-MPRAGE sequentie met 1 mm3 isotrope voxel grootte werd gebruikt om hoge-resolutie foto&#39;s voor V1 segmentatie te genereren. Meerdere proton dichtheid (PD) gewogen beelden werden coronaalwaarts verworven voor rechts en links LGN lokalisatie. Diffusion tensor imaging (DTI) scans werden verworven met 64 diffusie richtingen. Zowel deterministische en probabilistische volgen methoden werden uitgevoerd en vergeleken met LGN als het zaad masker en V1 als het doel masker. Hoewel DTI biedt relatief slechte ruimtelijke resolutie en nauwkeurige afbakening van OR kan problematisch zijn vanwege de lage vezeldichtheid heeft tractography gebleken voordelig zowel onderzoek als klinisch. Tract gebaseerde ruimtelijke statistiek (TBSS) bleek gebieden met een aanzienlijk verlaagde witte stof integriteit binnen de OR bij patiënten met albinisme vergelijking met controles. Paarsgewijze vergelijkingen lieten een significante vermindering van LGN te V1 connectiviteit albinisme vergelijking met controles. Het vergelijken van zowel het bijhouden van algoritmen geopenbaard gemeenschappelijke bevindingen, het versterken van de betrouwbaarheidvan de techniek.

Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de resultaten verkregen met behulp van twee verschillende algoritmes van tractografie, deterministische en probabilistische. LGN delen in PD ruimte waarin maskers oorspronkelijk getrokken, alsook in alle andere ruimten die in dit onderzoek worden in tabel 2 en LGN tracering wordt geïllustreerd in figuur 4. De hier gerapporteerde resultaten zijn gebaseerd op een standaard runs bol gebruikt als LGN ROI...

Dit manuscript beschrijft deterministische en probabilistische algoritmen voor witte stof (WM) de wederopbouw, wordt gebruikt om de verschillen in optische straling (OR) connectiviteit tussen albinisme en controles te onderzoeken. Hoewel probabilistische tractography volgt de werkelijke koers zenuwvezels nader werd deterministische tractography uitgevoerd om de betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid van beide technieken te vergelijken.

Het meten van connectiviteit in de primaire visuele Pathway in Human Albinisme Met behulp van Diffusion Tensor Imaging en tractografie

In albinism, the number of ipsilaterally projecting retinal ganglion cells (RGCs) is significantly reduced. The retina and optic chiasm have been proposed ...

Het algemene doel van dit onderzoek is om de thalamocorticale connectiviteit bij albinisme en controles te onderzoeken met behulp van diffusie-imaging en om de output van twee traceringsalgoritmen te vergelijken in de reconstructie van de optische stralingsbundel. Diffusie-MRI en tractografie kunnen helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het onderzoek naar het zicht, zoals het effect van axonaal misrout op de structurele organisatie van de visuele route bij menselijk albinisme. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het niet-invasieve mapping van grote witte stofroutes in de levende hersenen mogelijk maakt en veelbelovende vooruitgang heeft getoond in neurochirurgische planning.Verzamel alle beeldvorming zoals beschreven in dit protocol. Op een 3 Tesla MRI-scanner uitgerust met een 32-kanaals hoofdspoel. Voorafgaand aan de beeldvorming, screen eerst elke deelnemer grondig op MRI-veiligheid en laat hen een toestemmingsformulier ondertekenen dat het protocol beschrijft.Geef de proefpersonen oordopjes voor gehoorbescherming voordat u ze op hun rug en hoofd-eerst op de scannertafel plaatst. Zorg voor een alarmknop. Plaats vervolgens kussens om hoofdbeweging

measuring-connectivity-primary-visual-pathway-human-albinism-using

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Neuroimaging technieken, zoals functionele MRI en Diffusion Tensor Imaging worden steeds nuttig in het karakteriseren van de cognitieve en neurale stoornissen bij autisme. Een onderzoek van de hersenen connectiviteit bij autisme op een netwerk niveau, samen met aanpassingen voor het scannen van kinderen met ontwikkelingsstoornissen wordt gepresenteerd.

Onderzoek naar de hersenen bij autisme Met behulp van fMRI en Diffusion Tensor Imaging

We beschrijven een nieuwe benadering voor gelijktijdige analyse van hersenfunctie en structuur met behulp van magnetische resonantie beeldvorming (MRI). Wij beoordelen de hersenen structuur met een hoge resolutie diffusie-gewogen beeldvorming en witte stof vezels tractografie. In tegenstelling tot de standaard structurele MRI, deze technieken stellen ons in staat anatomische connectiviteit rechtstreeks betrekking hebben op de functionele eigenschappen van de hersenen netwerken.

Co-analyse van hersenstructuur en functie met behulp van fMRI en Diffusie-gewogen beeldvorming

Diffusion tensor imaging (DTI) fungeert in feite als een MRI-gebaseerde tool te...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in de analyse van neurodegeneratieve ziekten

Diffusion tensor imaging (DTI) werd uitgevoerd om te proberen de belangrijkste onderdelen van de visuele banen verbeelden. Het doel was om te gebruiken een FDA goedgekeurde standaard commerciële werkstation dat kan worden gebruikt voor de dagelijkse routine om te proberen postoperatieve beschadiging van de visuele banen bij patiënten verminderen.

DTI van de Visual Pathway - White Matter Tracts en hersenletsels

Het doel van deze studie is om elke stap van de vezeldissectietechniek te tonen op menselijke cadaverische hersenen, de 3D-documentatie van deze dissecties en de diffusie-tensorbeelden van de anatomisch gedissendeerde vezelwegen.

Fiberverbindingen van de aanvullende motorruimte herzien: Methode van vezeldissectie, DTI en driedimensionale documentatie

We presenteren een protocol om diffusie MRI-tractografie te integreren in de work-up van de patiënt tot endoscopische endonasale chirurgie voor een schedelbasistumor. De methoden voor het toepassen van deze neuroimaging studies in de pre- en intra-operatieve fase worden beschreven.

Rol van diffusie MRI-tractografie in endoscopische endonasale schedelbasischirurgie

De huidige video toont een methode die gebruik maakt van de combinatie van elektroporatie en confocale microscopie te leven imaging op individuele neurale stamcellen uit te voeren in de zich ontwikkelende zebravis voorhersenen.

Time-lapse Live-Imaging van klonaal verwante neurale progenitorcellen in de ontwikkelingslanden zebravis voorhersenen

Het doel van dit protocol is om hoogwaardige diffusie gewogen magnetische resonantie beeldvorming (DWI) van het ruggenmerg van de rat te verkrijgen voor niet-invasieve karakterisering van weefselmicrostructuur. Dit protocol beschrijft optimalisaties van de MRI-sequentie, radiofrequentie spoel en analysemethoden om DWI-beelden vrij van artefacten mogelijk te maken.

Diffusion Imaging in het Rat ruggenmerg

Ex vivo ERG kan worden gebruikt om elektrische activiteit van retinale cellen rechtstreeks op te nemen van geïsoleerde intacte netvliezen van dieren of mensen. We demonstreren hier hoe gebruikelijke in vivo ERG-systemen kunnen worden aangepast voor ex vivo ERG-opnamen om de elektrische activiteit van retinale cellen te ontleden.

Simultaan<em&gt; Ex vivo</em&gt; Functioneel testen van Two netvliezen door<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogram System

Hier laten we zien hoe dendritische routering van Drosophila merg neuronen in de kolommen en lagen te analyseren. De werkstroom een ​​dual-beeldvorming techniek om de beeldkwaliteit en computerhulpmiddelen voor opsporing, registratie dendritische assen aan de hand kolommatrix en voor de analyse van dendritische structuren in 3D te verbeteren.

Het analyseren van dendrietmorfologie in Kolommen en Lagen

Verken diffusie-MRI en tractografie om thalamocorticale connectiviteit in albinisme te onderzoeken. Deze methode vergelijkt deterministische en probabilistische algoritmen voor niet-invasieve mapping van witte stofbanen in de visuele pathway.

Het meten van connectiviteit in de primaire visuele Pathway in Human Albinisme Met behulp van Diffusion Tensor Imaging en tractografie (Video) | JoVE Journal

Het meten van connectiviteit in de primaire visuele Pathway in Human Albinisme Met behulp van Diffusion Tensor Imaging en tractografie

Meer video's verkennen