Artykuł metodologiczny

Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) kory wzrokowej z szerokokątną stymulacją retinotopową

DOI:

10.3791/65597

⸱

8 grudnia 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

W tym artykule

Podsumowanie

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

Opracowaliśmy techniki mapowania funkcji kory wzrokowej, wykorzystując więcej pola widzenia niż jest to powszechnie używane. Podejście to może przyczynić się do poprawy oceny zaburzeń widzenia i chorób oczu.

Streszczenie

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

Wysokiej rozdzielczości retinotopowe obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) zależne od poziomu natlenienia krwi (BOLD) z szerokokątną prezentacją może być używane do funkcjonalnego mapowania obwodowej i centralnej kory wzrokowej. Ta metoda pomiaru zmian funkcjonalnych w mózgu wzrokowym pozwala na funkcjonalne mapowanie płata potylicznego, stymulując >100° (±50°) lub więcej pola widzenia, w porównaniu ze standardowymi ustawieniami prezentacji wizualnej fMRI, które zwykle obejmują <30° pola widzenia. Prosty system stymulacji szerokokątnej dla BOLD fMRI można skonfigurować przy użyciu popularnych projektorów kompatybilnych z MR, umieszczając duże lustro lub ekran blisko twarzy fotografowanej osoby i używając tylko tylnej połowy standardowej cewki głowicy, aby zapewnić szeroki kąt widzenia bez utrudniania widzenia. Szerokokątna mapa fMRI retinotopowego może być następnie zobrazowana przy użyciu różnych paradygmatów stymulacji retinotopowej, a dane mogą być analizowane w celu określenia aktywności funkcjonalnej obszarów kory wzrokowej odpowiadających widzeniu centralnemu i peryferyjnemu. Metoda ta zapewnia praktyczny, łatwy do wdrożenia system prezentacji wizualnej, który można wykorzystać do oceny zmian w obwodowej i centralnej korze wzrokowej spowodowanych chorobami oczu, takimi jak jaskra i utrata wzroku, która może im towarzyszyć.

Wprowadzenie

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

Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) jest cenną metodą oceny zmian w regionalnej funkcji nerwowo-naczyniowej w korze wzrokowej w odpowiedzi na bodźce, ponieważ zmiany w regionalnym przepływie krwi korelują z aktywacją regionów mózgu1,2. Pomiary sygnału zależnego od poziomu natlenienia krwi (BOLD) o wysokiej rozdzielczości reprezentują zmiany w deoksyhemoglobinie, które są napędzane przez miejscowe zmiany w przepływie krwi i natlenieniu krwi w mózgu1,2. Wzorce aktywności BOLD zebrane z danych fMRI mogą być wykorzystane do funkcjonalnego mapowania obwodowej i centralnej kory wzrokowej, a także do wykrywania zmian na mapie retinotopowej w odpowiedzi na upośledzenie wzroku i neurodegenerację3.

Większość poprzednich badań fMRI wykorzystywała bodźce nieretinotopowe wąsko (około ±12° centralnego pola widzenia) lub proste bodźce retinotopowe z bodźcami wzrokowymi o wąskim polu widzenia, co zapewniało ograniczoną funkcjonalną parcelację reprezentacji retinotopowej w korze wzrokowej i ograniczało ocenę tylko do centralnego pola widzenia, z wyłączeniem peryferii3. W związku z tym dane fMRI o wąskim widoku wykazały niespójne zmiany procentowe BOLD u pacjentów z jaskrą4,5,6. W związku z tym istnieje potrzeba udoskonalenia metod fMRI do oceny obwodowego i centralnego pola widzenia, szczególnie w ocenie chorób takich jak jaskra.

Jaskra jest główną przyczyną nieodwracalnej ślepoty, dotykającą 10% osób w wieku 80 lat7. Jaskra jest spowodowana postępującą, nieodwracalną neurodegeneracją komórek zwojowych siatkówki, które są odpowiedzialne za przekazywanie bodźców wzrokowych do mózgu przez nerw wzrokowy. W jaskrze pierwotnej otwartego kąta (POAG), najczęstszej postaci jaskry, zwiększone ciśnienie wewnątrzgałkowe powoduje ścieńczenie warstwy włókien nerwowych siatkówki (RNFL), co prowadzi do utraty widzenia peryferyjnego, a następnie ślepoty obwodowej i centralnej8,9,10,11. Dowody histologiczne z badań na zwierzętach sugerują, że jaskra dodatkowo powoduje postępującą neurodegenerację nerwu wzrokowego, przewodu wzrokowego, jądra kolankowatego bocznego, promieniowania wzrokowego i kory wzrokowej12,13. Technologia MRI oferuje minimalnie inwazyjną metodę oceny zarówno natlenienia krwi, jak i neurodegeneracji w korze wzrokowej. U pacjentów z jaskrą rezonans magnetyczny wykazał atrofię istoty szarej w szlaku wzrokowym13,14,15,16 i nieprawidłowa istota biała w skrzyżowaniu wzrokowym, traktorze wzrokowym i promieniowaniu wzrokowym1,17,18.

Aby dokładniej zbadać wpływ na przetwarzanie wzrokowe, fMRI może być używane do wykrywania funkcji mózgu w odpowiedzi na sygnały wizualne. Protokół w niniejszym dokumencie opisuje nowatorską metodę uzyskiwania taniej, szerokokątnej mapy retinotopowej przy użyciu fMRI retinotopii o wysokiej rozdzielczości z bodźcami szerokokątnymi (>100°), zgodnie z opisem Zhou i wsp3. Bodźce wizualne rozszerzających się pierścieni i obracających się klinów wykorzystano do uzyskania retinotopowego mapowania ekscentryczności i kąta biegunowego dla fMRI. Procentowe zmiany w fMRI BOLD analizowano jako funkcję ekscentryczności w celu oceny funkcji mózgu, odpowiadającej zarówno widzeniu centralnemu, jak i peryferyjnemu. Procentowa zmiana fMRI BOLD może być wykorzystana do wizualizacji aktywacji w całej korze wzrokowej. Te pomiary fMRI stanowią nową, niezawodną metodę oceny zmian neurodegeneracyjnych i ich funkcjonalnego wpływu na korę wzrokową występujących w chorobach oczu obejmujących ubytki pola widzenia, takich jak jaskra.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

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

Badania z udziałem ludzi zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi w Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Teksańskiego i Uniwersytecie Stony Brook, po uzyskaniu świadomej zgody uczestników na te badania i wykorzystaniu ich danych.

1. Konfiguracja skanera MRI i protokołów obrazowania

  1. Do fMRI należy użyć skanera MRI 3T z wielokanałowymi cewkami głowicy odbiornika. Można również stosować pole o różnym natężeniu, ale może to powodować trudności ze stosunkiem sygnału do szumu (SNR) lub artefaktami zniekształceń, więc odpowiednio dostosuj. Do fMRI należy używać tylko tylnej połowy cewki głowicy, aby umożliwić uzyskanie większego kąta widzenia, niezakłóconego przez przednią połowę cewki.
  2. Ustaw sekwencję gradientowego echa szybkiej akwizycji (MP-RAGE) przygotowaną przez T1 z czasem powtarzania (TR) 2,2 s, czasem echa (TE) 2,8 ms, polem widzenia (FOV) 176 mm x 256 mm x 208 mm, rozdzielczością przestrzenną 1 mm x 1 mm x 1 mm, szerokością pasma 190 Hz/piksel, kątem odwrócenia 13°, i czas trwania skanowania 3,1 min3.
  3. Skonfiguruj sekwencję obrazowania gradientowo-echowego i echoplanarnego (EPI) z TR 2 s, TE 30 ms, FOV 220 mm x 220 mm, rozdzielczością w płaszczyźnie 1,7 mm x 1,7 mm, 29 warstwami o grubości 3 mm i przepustowością 1 500 Hz/pixel3.
  4. Zmierz wymiary cewki głowicy i otworu skanera, a następnie zbuduj prostą ramę, przecinając rurę z polichlorku winylu (PVC) na odpowiednie długości i łącząc je kolankami z PVC. Zaopatrz się w lustro o szerokości co najmniej 25 cm i wysokości 15 cm i przymocuj je do plastikowego pręta za pomocą (w lustrze można wywiercić małe otwory).
    1. Przymocuj końce plastikowego pręta do ramy PCV za pomocą nylonowych (Rysunek 1A). Upewnij się, że nylonowe są lekko poluzowane, aby umożliwić ręczne obracanie lustra w celu zoptymalizowania kąta dla każdego uczestnika.
  5. Zrób ekran, aby wejść do otworu MRI. Wytnij segment ekranu do projekcji tylnej, który jest w przybliżeniu wielkości otworu MRI. Zbuduj ramę o rozmiarze otworu i przymocuj ekran do ramy za pomocą. Umieść ekran wewnątrz skanera tuż za cewką głowicy, aby zminimalizować odległość między ekranem a lustrem i zmaksymalizować FOV.
    UWAGA: Jeśli otwór skanera jest wystarczająco duży, uczestnik może oglądać go bezpośrednio na jednym ekranie zamiast lustra i ekranu projekcji tylnej. Ekran projekcyjny przymocowany do cienkiego arkusza drewna jako podkładu lub arkusz cienkiego matowego białego tworzywa sztucznego może być używany jako ekran i umieszczony na ramie zamiast lustra. Projektor powinien być następnie ustawiony i ustawiony w ostrości w taki sposób, aby wypełniał ekran i był ostry.

2. Przygotowanie uczestników

  1. Poinformuj uczestnika o zabiegu, ryzyku i korzyściach związanych z badaniem fMRI. 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 poprzez komunikację przez interkom.

3. Skanowanie fMRI uczestnika

  1. Uruchom skanowanie lokalizatora z trzema płaszczyznami ortogonalnymi oraz regulacjami i kalibracjami skanera w celu regulacji częstotliwości i podkładkowania.
  2. Uruchom skanowanie anatomiczne MP-RAGE, aby pomóc w ustawieniu plasterków 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 krzyżyku (3° x 3°), który powinien znajdować się na szarym tle w środku bodźca przez 10 s.
    UWAGA: Biały krzyżyk będzie wyświetlany przed i po każdym paradygmacie stymulacji wzrokowej przez 10 sekund. Zatem 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 przechodź 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 umieść biały krzyż na 10 sekund.
  7. Powtórz kroki 3.4-3.6 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 przechodź przez sześć okresów. Bodźce pierścieniowe powinny zawierać osiem klatek rozszerzających się lub kurczących pierścieni (pole widzenia >100°), z odwracającym kontrast czarno-białym (100% kontrastu) 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 głowicy jest potrzebny do dokładnej rejestracji do analiz grupowych i rekonstrukcji.

4. Analiza danych fMRI retinotopowych

  1. Pobierz i zainstaluj aplikację FreeSurfer do analizy MRI (https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu)20.
    UWAGA: W niniejszym dokumencie użyto wersji FreeSurfer 5.3.0.
  2. Uzyskiwanie obrazów w formacie DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) ze skanera MRI. Przekonwertuj pliki DICOM do formatu nifti za pomocą aplikacji dcm2niix (https://www.nitrc.org/projects/mricrogl)21.
  3. Przetwórz skan T1-zależny, aby zapewnić odniesienie do powierzchni korowej, zgodnie z opisem w poniższych dwóch krokach. Użyj FreeSurfer, aby przekonwertować dane strukturalne z formatu nifti na format .mgz (polecenie mri_convert).
  4. Użyj polecenia recon-all w środowisku powłoki, aby przeprowadzić automatyczną segmentację i korową rekonstrukcję danych strukturalnych.
    UWAGA: Ten krok może potrwać ponad 20 godzin.
  5. Użyj graficznego interfejsu użytkownika tksurfer, aby wyświetlić napompowaną półkulę i wirtualnie przeciąć korę wzrokową wzdłuż szczeliny kalarynowej i wybrać płat potyliczny. Użyj polecenia mris_flatten, aby spłaszczyć łatkę kory wzrokowej. Powtórz ten krok dla obu półkul.
  6. W przypadku danych fMRI należy najpierw usunąć okresy odpoczynku, z przedstawionym tylko krzyżem fiksacji, od początku i końca danych. Prześwietl dane fMRI pod kątem artefaktów lub dużych ruchów.
  7. Wstępne przetwarzanie danych funkcjonalnych w celu wygładzania przestrzennego i korekcji ruchu. Modeluj paradygmat bodźca retinotopowego i zastosuj kanoniczną funkcję odpowiedzi hemodynamicznej do skonstruowania funkcji odpowiedzi.
  8. Wykonaj retinotopową analizę fazową kodowaną danymi fMRI za pomocą strumienia analizy funkcjonalnej FreeSurfer (polecenia mkanalysis-sess, selxavg3-sess i fieldsign-sess), aby skorelować szeregi czasowe BOLD fMRI z modelowaną funkcją odpowiedzi i uzyskać zakodowane fazowo mapy retinotopowe o poziomie istotności p < 0,01 (Rysunek 3).
  9. Wizualizuj wyniki map retinotopowych za pomocą kolorowych map aktywacji nałożonych na wirtualnie spłaszczoną korę wzrokową za pomocą polecenia tksurfer-sess i wyświetlaj za pomocą polecenia rtview.
  10. Użyj zakodowanych fazowo map retinotopowych z bodźców klinowych, aby pomóc zdefiniować granice pierwszorzędowej kory wzrokowej (V1) i innych dodatkowych obszarów prążkowanych (V2 i V3) za pomocą map znaków terenowych (Rysunek 3A), wraz z anatomicznymi punktami orientacyjnymi i atlasami FreeSurfer.
  11. Aby obliczyć odpowiedź BOLD przy różnych mimośrodach, najpierw użyj FSL Feat (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl) do obliczenia map statystycznych przy użyciu ogólnego modelu liniowego dla każdego rozmiaru bodźców pierścieniowych z progiem z-score Z > 2.322,23. Jeśli przeprowadzana jest analiza grupowa, należy obliczyć analizę drugiego poziomu dla map statystycznych różnic grup za pomocą FSL Feat, aby pomóc w określeniu odpowiedzi BOLD przy różnych mimośrodach.
  12. Jednoczesna rejestracja obrazów fMRI na zrekonstruowanej powierzchni kory mózgowej za pomocą poleceń FreeSurfer bbregister i tkregister2 w celu dopasowania danych fMRI uczestnika do anatomicznego obrazu strukturalnego mózgu i zapewnienia dokładnego wyrównania przestrzennego.
  13. Pogrupuj bodźce pierścieniowe według ekscentryczności dla każdej z ośmiu klatek. Ręcznie rysuj obszary zainteresowania dla różnych mimośrodów na podstawie aktywowanych regionów wokseli dla każdej klatki. Weź BOLD procentowe zmiany i wykreśl je jako funkcję mimośrodu. Ponadto dane dotyczące mimośrodu można podzielić na obszary centralne (< ±12°) i peryferyjne (> ±12°), w których bodziec wzrokowy ±12° jest typowy dla retinotopowych badań fMRI.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

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

Dziewięciu uczestników, u których zdiagnozowano POAG (czterech mężczyzn, 36-74 lata) i dziewięciu zdrowych ochotników w tym samym wieku (sześciu mężczyzn, 53-65 lat) zostało ocenionych przy użyciu wyżej wymienionego protokołu fMRI o szerokim zasięgu, jak wcześniej opisali Zhou et al3. POAG potwierdzono klinicznie u pacjentów z otwartym kątem poprzez ocenę prezentacji ubytków pola widzenia zgodnych z jaskrą, stawianiem baniek tarczy nerwu wzrokowego i/lub ciśnieniem wewnątrzgałkowym (IOP) większym ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

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

Powyższy protokół wykorzystania szerokokątnego retinotopowego fMRI jest innowacyjną metodą oceny wpływu utraty wzroku i chorób oczu na mózg. Dzięki szerokokątnemu mapowaniu retinotopowemu kory wzrokowej z wykorzystaniem szerszego ekranu, podejście to pozwala na pełniejsze zrozumienie organizacji funkcjonalnej układu wzrokowego. Może to prowadzić do lepszego zrozumienia nieprawidłowości w systemie przetwarzania wzrokowego w mózgu, który występuje w neurodegeneracji, takiej jak jaskra24,25

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

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

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

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

Ta praca była wspierana przez National Institutes of Health [R01EY030996].

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Nylonowe maszynowe 1/4 "-20, śrubado mocowania pręta do ramy PCV
długości 1-1/4 cala ~ 5-10 stóp
Skaner MRI 3TSiemens
6-32, zaokrąglona główkado mocowania lustra / ekranu do pręta
8-kanałowa cewka głowicySiemens
Kolano 90 stopni PVC, mocowanie
Lustroakrylowe Szerokość i długość 25-30 cm
PrętSzerokość 1 cala, długość ~ 2 stopy w zależności od wielkości otworu skanera i cewki głowicy
E-PrimePsychology Software Narzędziado przygotowania i prezentacji paradygmatów bodźców wzrokowych
Arkusz sklejki o grubości1/2 calaRozmiar powinien być co najmniej tak duży, jak otwór skanera. Wytnij jako ramkę o rozmiarze otworu dla ekranu projekcyjnego
do projekcji tylnejpowinien być co najmniej tak duży, jak otwór skanera
radełkowana z radełkowanym Potrzebna jest rura PVC o Nylonowe maszynowe 1-1/4 cala akrylowy Rozmiar ekranu

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Funkcjonalny rezonans magnetycznymapowanie retinotopowestymulacja szerokok tnaobrazowanie BOLDwidzenie obwodowewidzenie centralnemapowanie pola widzeniachoroby okulistycznejaskra

Powiązane artykuły