Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego kory wzrokowej w zależności od poziomu tlenu we krwi

Streszczenie

Źródło: Galenchik-Chan, A., et al. Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) kory wzrokowej z szerokokątną stymulacją retinotopową. J. Vis. Exp. (2023).

Film przedstawia funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) kory wzrokowej w celu mapowania aktywności na podstawie poziomu natlenienia krwi. Strukturalne obrazy MRI są pozyskiwane jako odniesienia anatomiczne, a następnie skany fMRI. Bodźce wzrokowe są wyświetlane w celu aktywacji neuronów retinotopowych w korze wzrokowej. Zwiększone zapotrzebowanie na energię tych stymulowanych neuronów napędza przepływ natlenionej krwi, zmniejszając deoksyhemoglobinę i wzmacniając sygnał fMRI do pomiaru aktywności.

Protokół

Wszystkie procedury z udziałem ludzi zostały przeprowadzone zgodnie z instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi dobrostanu ludzi i zostały zweryfikowane przez lokalną instytucjonalną komisję rewizyjną.

1. Przygotowanie uczestnika

1. Poinformuj uczestnika o procedurze, ryzyku i korzyściach związanych ze skanem fMRI i uzyskaj jego świadomą zgodę.
2. Upewnij się, że uczestnik nie ma żadnych przeciwwskazań do wykonania rezonansu magnetycznego. Obejmuje to badania przesiewowe w kierunku rozruszników serca, metalowych implantów lub klaustrofobii. W przypadku jakichkolwiek wątpliwości należy skonsultować się z wykwalifikowanym radiologiem lub badaczem i wykluczyć uczestnika z badania, jeśli jakiekolwiek wątpliwości pozostają.
3. Wyjaśnij protokół stymulacji wizualnej i potrzebę skupienia się uczestników na centralnym krzyżu podczas skanów fMRI. Pokaż uczestnikowi krótką demonstrację stymulacji wizualnej w celach instruktażowych, aby zapoznać go z procedurą.
4. Ostrożnie ustaw uczestnika na stole skanera MRI, aby upewnić się, że jest mu wygodnie i zrelaksowany. Zapewnij zatyczki do uszu i/lub zestaw słuchawkowy tłumiący dźwięk, aby zmniejszyć hałas akustyczny, który uczestnik usłyszy, aby chronić swój słuch.
5. Unieruchomić głowę uczestnika w tylnej połowie układu cewki głowy, używając piankowej wyściółki po bokach głowy, aby upewnić się, że głowa jest prawidłowo unieruchomiona w celu zmniejszenia artefaktów ruchu. Użyj systemu pozycjonowania skanera i przesuń stół do otworu skanera.
6. Umieść ekran szerokokątny lub lustro w odległości 10 cm od oczu pacjenta (Rysunek 1B). Umieść ekran o wielkości otworu z tyłu otworu skanera tuż za cewką głowicy. Dostosuj położenie i kąt lustra/ekranu dla każdego uczestnika, aby uzyskać stały kąt widzenia.
7. Upewnij się, że uczestnik czuje się komfortowo przez cały czas skanowania przez komunikacji przez interkom.

2. Skanowanie fMRI uczestnika

1. Uruchom skanowanie lokalizatora z trzema płaszczyznami ortogonalnymi oraz regulacjami i kalibracjami skanera w celu regulacji częstotliwości i podkładkowania.
2. Przeprowadź anatomiczny skan gradientu szybkiej akwizycji gradientu akwizycji (MP-RAGE) z odchyleniem zależnym od T1, aby pomóc w ustawieniu warstw obrazowania echoplanarnego (EPI).
3. Twórz bodźce wizualne, zgodnie z opisem w poniższych krokach, używając programu do przeprowadzania eksperymentów behawioralnych lub psychologicznych.
4. Na początku protokołu fMRI poinstruuj uczestnika, aby skupił się na białym krzyżu (3° x 3°), który powinien znajdować się na szarym tle w środku bodźców przez 10 sekund.
   UWAGA: Biały krzyż będzie pokazywany przed i po każdym paradygmacie stymulacji wzrokowej przez 10 sekund. Tak więc całkowity test stymulacji fMRI dla każdego paradygmatu wynosi 200 s.
5. Przedstaw pierwszy paradygmat stymulacji wizualnej (seria obracających się klinów) przez okres 30 s (co daje prędkość kątową 6°/s) i przejdź przez sześć okresów. Bodźce klinowe powinny zawierać 12 klatek obracających się klinów (jeden skan z obrotem w prawo i jeden z przeciwnie do ruchu wskazówek zegara), rozciągające się do krawędzi ekranu/lustra (pole widzenia >100°), z odwracającym kontrast czarno-białym (kontrast 100%) wzorem szachownicy 8 Hz (Rysunek 2A).
6. Ponownie prezentuj biały krzyż przez 10 sekund.
7. Powtórz kroki 2.4-2.6 z drugim paradygmatem stymulacji wzrokowej (seria rozszerzających się i kurczących pierścieni) przez okres 30 s (rozszerzanie lub kurczenie się przy 1,8°/s pola widzenia) i cykle przez sześć okresów. Bodźce pierścieniowe powinny obejmować osiem klatek rozszerzających się lub kurczących pierścieni (pole widzenia >100°), z odwracającym kontrast czarno-białym (kontrast 100%) wzorem szachownicy o częstotliwości 8 Hz (Rysunek 2B).
8. Po zakończeniu fMRI wyjmij stół z otworu skanera, instruując uczestnika, aby pozostał nieruchomy. Zdejmij lustro/ekran, umieść przednią część cewki głowicy oprócz tylnej i przesuń stół z powrotem na środek skanera.
9. Uzyskaj szybki skan lokalizacyjny w przypadku jakiegokolwiek ruchu i uzyskaj skan MP-RAGE z pełną cewką głowicy.
   UWAGA: Obraz anatomiczny z całą cewką głowy jest potrzebny do dokładnej rejestracji do analiz grupowych i rekonstrukcji.

Wyniki

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Skaner MRI 3T	Siemens
6-32 nylonowe śruby maszynowe, zaokrąglone			do mocowania lustra/ekranu do pręta
8-kanałowa cewka główna	Siemens
Akrylowe lustro			Szerokość i długość 25-30cm
E-Prime	Narzędzia oprogramowania psychologicznego		do przygotowania i prezentacji paradygmatów bodźców wzrokowych
		Rozmiar powinien być co najmniej tak duży jak otwór skanera

{{TAG_ 34}} {{TAG_ 60}}Ekran do projekcji tylnej