Name: Funkcjonalne obrazowanie kory słuchowej u dorosłych kotów przy użyciu fMRI o wysokim polu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-19T14:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 50 s
Description: Poznaj funkcjonalne obrazowanie kory słuchowej u kotów przy użyciu fMRI o wysokim polu. Ta metoda pozwala wizualizować wzorce aktywności hemodynamicznej i badać przetwarzanie dźwięku u ssaków.

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

Autorzy chcieliby podziękować za wkład Kyle'a Gilberta, który zaprojektował niestandardową cewkę RF, oraz Kevina Barkera, który zaprojektował sanki kompatybilne z MRI. Prace te były wspierane przez Kanadyjskie Instytuty Badań nad Zdrowiem (CIHR), Kanadyjską Radę ds. Badań Nauk Przyrodniczych i Inżynierii (NSERC) oraz Kanadyjską Fundację Innowacji (CFI).

Poniższa procedura może być zastosowana do każdego eksperymentu z obrazowaniem, w którym używane są znieczulone koty. Kroki, które są szczególnie wymagane w eksperymentach słuchowych (kroki 1.1-1.7, 2.8, 4.1) mogą być modyfikowane w celu uwzględnienia innych protokołów bodźców sensorycznych.
Wszystkie procedury eksperymentalne zostały zatwierdzone przez Podkomitet ds. Użytkowania Zwierząt Uniwersyteckiej Rady ds. Opieki nad Zwierzętami na Uniwersytecie Zachodniego Ontario i były zgodne z wytycznymi określonymi przez Kanadyjską Radę ds. Opieki nad Zwierzętami (CCAC)44. Opisany eksperyment wymaga około 150 minut od przygotowania zwierzęcia do powrotu do zdrowia. Przebieg eksperymentu w czasie zilustrowano na rysunku 1.
1. Przygotowanie sprzętu stymulacyjnego
Rysunek 2 pokazuje elementy elektroniczne i odpowiadające im połączenia wymagane do generowania bodźca słuchowego w skanerze MRI. Wymagania są następujące: komputer, zewnętrzna karta dźwiękowa, stereofoniczny wzmacniacz mocy i system słuchawek kompatybilny z fMRI.
<ol>
	<li>Podłącz komputer, który będzie używany do prezentacji bodźca słuchowego, do zewnętrznej karty dźwiękowej za pomocą uniwersalnej magistrali szeregowej (USB).</li>
	<li>Podłącz łączące porty wyjściowe zewnętrznej karty dźwiękowej do portów wejściowych stereo amplifier mocy.</li>
	<li>Podłącz łączące porty wyjściowe stereo power amplifier do portów wejściowych skrzynki transformatorowej systemu słuchawkowego kompatybilnego z fMRI.</li>
	<li>Podłącz obuuszne słuchawki do portów wyjściowych skrzynki transformatora.</li>
	<li>Użyj ekranowanych koncentrycznych ze złączami BNC, aby podłączyć skrzynkę transformatora do panelu przepustowego na zewnątrz pomieszczenia skanera.</li>
	<li>Podłącz zespół słuchawkowego do odpowiednich portów BNC na panelu penetracyjnym w pomieszczeniu skanera.</li>
	<li>Podłącz piankowe końcówki douszne do słuchawek, a następnie podłącz słuchawki do zespołu. Przeprowadź test bodźca słuchowego, aby potwierdzić, że dźwięk jest przesyłany z komputera do słuchawek. Odłącz słuchawki i włóż piankowe końcówki douszne do uszu kota podczas fazy przygotowania zwierzęcia (krok 2.7).</li>
</ol>
2. Przygotowanie zwierząt
<ol>
	<li>Aby premedykować kota, należy podać uspokajającą mieszaninę siarczanu atropiny (0,02 mg/kg) i acepromazyny (0,02 mg/kg) we wstrzyknięciu podskórnym (SC).</li>
	<li>Po 20 minutach podać ketaminę (4 mg/kg) i chlorowodorek deksmedetomidyny (0,02-0,03 mg/kg) we wstrzyknięciu domięśniowym (IM) w celu wywołania znieczulenia. Ketamina jest zwykle łączona ze środkiem uspokajającym i zwiotczającym mięśnie, w tym przypadku chlorowodorkiem deksmedetomidyny, w celu zmniejszenia drżenia i sztywności mięśni powszechnie obserwowanych, gdy ketamina jeststosowana samodzielnie. Ta kombinacja środków znieczulających zazwyczaj wywołuje około 150 minut sedacji i jest często stosowana w praktyce weterynaryjnej do wywoływania znieczulenia u małych zwierząt.</li>
	<li>Gdy kot straci odruch prostowania, nałóż maść okulistyczną na oczy, aby zapobiec wysuszeniu podczas zabiegu. Umieść cewnik na stałe w żyle odpiszczelowej przyśrodkowej w celu dożylnego podania ketaminy.</li>
	<li>Przetestuj pomyślną indukcję znieczulenia, szczypiąc palec u nogi w przedniej łapie, a następnie obserwując, czy kot cofa łapę. Gdy odruch pedałowania zniknie, stłum odruch wymiotny, rozpylając lidokainę na ściany gardła, a następnie zaintubuj kota rurką dotchawiczą 4,0-4,5.</li>
	<li>Utrzymuj znieczulenie przez cały czas sesji obrazowania za pomocą wlewu ketaminy o stałej szybkości (0,6-0,75 mg/kg/h) i wziewnego izofluranu (0,4-0,5%) podawanego w 100% tlenu w tempie 1-1,5 l/min. Połącz 60 ml soli fizjologicznej i 0,07 ml ketaminy w strzykawce o pojemności 60 ml, a następnie umieść strzykawkę w pompie strzykawki. Ten krok można wykonać przed premedykacją kota.</li>
	<li>Umieść ciepłe poduszki grzewcze wypełnione woskiem na podłodze sanek kompatybilnych z MRI (rysunki 3a i 3c), a następnie ułóż izolacyjną folię bąbelkową wokół wewnętrznych ścian sań.</li>
	<li>Umieść kota w pozycji mostkowej w izolacyjnej folii bąbelkowej w saniach kompatybilnych z rezonansem magnetycznym (rysunek 3c).</li>
	<li>Po ustawieniu kota wyreguluj głowę, aby uzyskać dostęp do uszu. Zwiń piankowe końcówki douszne do najmniejszej możliwej średnicy, a następnie włóż każdą końcówkę douszną głęboko do kanału słuchowego. Po włożeniu piankowe końcówki douszne powinny się rozszerzyć, aby wypełnić przestrzeń w kanałach słuchowych.</li>
	<li>Wyreguluj kota, aż jego głowa zostanie prawidłowo umieszczona w 3-kanałowej cewce o częstotliwości radiowej (RF) (Rysunek 3b). Ustabilizuj głowę za pomocą akustycznej pianki z pamięcią kształtu (Rysunek 3d). Umieść piankę wokół uszu, aby zapewnić dodatkowe tłumienie hałasu skanera.</li>
	<li>Owiń kota w koc z izolacyjnej folii bąbelkowej, a następnie zabezpiecz i przetransportuj sanki do łóżka skanera.</li>
	<li>Podłącz do kota przewody infuzyjne, rurki do znieczulenia i sprzęt monitorujący. Podłącz słuchawki do zespołu słuchawek dołączonego do panelu penetracyjnego.</li>
	<li>Rozpocznij wlew ketaminy przy podstawowym natężeniu przepływu 0,6 mg/kg/godz., a następnie zwiększ natężenie przepływu zgodnie z wymaganiami w zależności od głębokości znieczulenia. Ustawić początkową dawkę izofluranu na 0,5%, a następnie zmniejszyć do 0,4% po pobraniu skanów anatomicznych.</li>
	<li>Monitoruj i rejestruj nasycenie krwi kota tlenem, poziom CO2 w końcówce oddechowej, tętno, oddychanie i temperaturę w odbycie (jeśli to możliwe) przez cały czas trwania eksperymentu za pomocą sprzętu monitorującego zgodnego z MRI umieszczonego w odpowiedniej odległości od otworu skanera. W tabeli 1 przedstawiono średnie wartości i zakresy pomiarów fizjologicznych dla pomyślnego przeprowadzenia tej procedury. Stały wzrost częstości akcji serca i oddychania jest zwykle związany z rychłym powrotem do zdrowia po znieczuleniu.</li>
	<li>Po zakończeniu sesji zdejmij kota z sań. Kontynuuj dodatkowe ogrzewanie za pomocą poduszek grzewczych i ręczników, aż zwierzę w pełni wyzdrowieje. Gdy odruch wymiotny powróci, usuń rurkę dotchawiczą. Monitoruj kota, aż odruch prostowania zostanie przywrócony, a następnie zwróć zwierzę do placówki. Oceń zwierzę następnego dnia po zabiegu, aby upewnić się, że nie ma żadnych negatywnych skutków eksperymentu.</li>
</ol>
3. Obrazowanie mózgu
<ol>
	<li>Zbierz skany anatomiczne mózgu kota w orientacji osiowej plastrów. Dla anatomicznej objętości odniesienia należy zastosować następujące parametry obrazowania: sekwencja obrazowania FLASH z TR = 750 ms, TE = 8 ms, matryca = 256 x 256, wielkość woksela akwizycji = 281 μm x 281 μm x 1,0 mm. Czas trwania skanowania anatomicznego wynosi około 6 minut. Rycina 4 (lewy panel) przedstawia przykładowy wycinek obrazu anatomicznego uzyskany przy użyciu określonych parametrów.</li>
	<li>Dla objętości funkcjonalnych należy zastosować następujące parametry obrazowania: segmentowa akwizycja echo-płaska z przeplotem (EPI) z TR = 1 000 ms, TE = 15 ms, 3 segmenty/płaszczyznę, warstwy 21 x 1 mm; matryca = 96 x 96; pole widzenia = 72 mm x 72 mm; rozmiar woksela akwizycji = 0,75 mm x 0,75 mm x 1,0 mm; czas akwizycji = 3 sekundy/objętość. Rysunek 4 (prawy panel) przedstawia przykładowy funkcjonalny wycinek obrazu uzyskany przy użyciu określonych parametrów.</li>
</ol>
4. Prezentacja bodźca
<ol>
	<li>Przedstaw szerokopasmowy bodziec białego szumu (0-25 kHz, 100 ms wybuchy z czasem narastania/opadania 5 ms, 1 prezentacja co 200 ms, 90-100 dB SPL) w układzie blokowym, w którym bodziec słuchowy jest odtwarzany przez 30 sekund i naprzemiennie z 30-sekundowym stanem podstawowym (brak bodźca) (ryc. 5). Powtarzaj ten krok, aż w korze słuchowej zostanie zaobserwowana akustycznie wywołana aktywność BOLD. Czas trwania każdego przebiegu funkcjonalnego przy użyciu projektu blokowego wynosi około 4,5 minuty dla 90 woluminów.</li>
	<li>Przedstaw bodziec w odpowiedniej konfiguracji projektu bloku dla żądanej liczby przebiegów funkcjonalnych.</li>
</ol>
5. Analiza danych
<ol>
	<li>Wybierz odpowiednie oprogramowanie do analizy fMRI (np. SPM, FSL) do przetwarzania uzyskanych objętości funkcjonalnych.</li>
	<li>Wyrównaj każdą objętość funkcjonalną do objętości uzyskanej najbliżej w czasie referencyjnego skanu anatomicznego. Zapisz wynikowe wartości korekcji ruchu do użycia w kroku 5.6. Z wyłączeniem wszelkich przebiegów funkcjonalnych, w których ruchy obrotowe głowicy przekraczają 1° lub ruchy głowicy translacyjnej przekraczają 1 mm.</li>
	<li>Zarejestruj każdy tom z referencyjnym skanem anatomicznym.</li>
	<li>Wygładź każdą objętość za pomocą filtra Gaussa o pełnej szerokości i połowie maksimum (FWHM) o średnicy 2 mm.</li>
	<li>Zawierają funkcję fali prostokątnej (boxcar), która odpowiada konstrukcji bloku bodźców ON-OFF jako regresor do ogólnego modelu liniowego (GLM).</li>
	<li>Uwzględnij wartości korekcji ruchu jako regresory, które nie są interesujące, aby uwzględnić artefakty związane z ruchem. Zastosuj nieskorygowany próg statystyczny p = 0,001 do wyników OML w celu wyświetlenia klastrów aktywacji BOLD. Określ rozmiar najmniejszego klastra, który spełnia skorygowany (błąd rodzinny: FWE) próg p < 0,05 na poziomie klastra. Ustaw próg zasięgu klastra na tę wartość, aby wyświetlić statystycznie istotne klastry w regionach zainteresowania.</li>
	<li>Zdefiniuj procentową zmianę sygnału BOLD (PSC) dla każdego woksela jako różnicę między średnim sygnałem BOLD podczas bloków stymulacji a średnim sygnałem BOLD podczas bloków linii podstawowej.</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak konfliktów interesów, finansowych lub innych.

Projektując eksperyment fMRI dla znieczulonego zwierzęcego modelu funkcji słuchowych, należy dokładnie rozważyć następujące kwestie: (i) wpływ znieczulenia na reakcje korowe, (ii) wpływ szumu skanera tła oraz (iii) optymalizację fazy zbierania danych w procedurze eksperymentalnej.
Podczas gdy znieczulony preparat ma tę ważną zaletę, że powoduje wydłużony okres sedacji i minimalizuje potencjalny ruch głowy podczas funkcjonalnej sesji obrazowania, wiadomo, że znieczulenie wpływa na hemodynamikę ...

Obecne zrozumienie przetwarzania słuchowego u ssaków pochodzi głównie z inwazyjnych badań elektrofizjologicznych u małp1-5, fretek6-10, nietoperzy11-14, gryzoni15-19 i kotów20-24. Techniki elektrofizjologiczne powszechnie wykorzystują zewnątrzkomórkowe mikroelektrody do rejestrowania aktywności pojedynczych i wielu neuronów na niewielkim obszarze tkanki nerwowej otaczającej końcówkę elektrody. Uznane metody obrazowania funkcjonalnego, takie jak obrazowanie optyczne i funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI), służą jako użyteczne uzupełnienie nagrań zewnątrzkomórkowych, zapewniając makroskopową perspektywę jednoczesnej napędzanej aktywności w wielu, przestrzennie odrębnych obszarach mózgu. Obrazowanie optyczne sygnału wewnętrznego ułatwia wizualizację aktywności wywołanej w mózgu poprzez pomiar zmian związanych z aktywnością we właściwościach odbijania tkanki powierzchniowej, podczas gdy fMRI wykorzystuje kontrast zależny od poziomu tlenu we krwi (BOLD) do pomiaru zmian hemodynamicznych wywołanych bodźcem w obszarach mózgu, które są aktywne podczas określonego zadania. Obrazowanie optyczne wymaga bezpośredniej ekspozycji powierzchni kory mózgowej w celu zmierzenia zmian w powierzchniowym współczynniku odbicia tkanki, które są związane z aktywnością wywołaną bodźcem25. Dla porównania, fMRI jest nieinwazyjny i wykorzystuje paramagnetyczne właściwości odtlenionej krwi do pomiaru zarówno powierzchni kory mózgowej26-28, jak i aktywności wywołanej opartej na bruzdach27,29 w nienaruszonej czaszce. Silne korelacje między sygnałem BOLD a aktywnością neuronalną w korze wzrokowej naczelnych30 i w korze słuchowejczłowieka 31 potwierdzają, że fMRI jest użytecznym narzędziem do badania funkcji sensorycznych. Ponieważ fMRI jest szeroko stosowany do badania cech szlaku słuchowego, takich jak organizacja tonotopowa32-36, lateralizacja funkcji słuchowych37, wzorce aktywacji kory mózgowej, identyfikacja obszarów korowych 38, wpływ natężenia dźwięku na właściwości odpowiedzi słuchowej39,40 oraz charakterystyka przebiegu czasu reakcji BOLD29,41 W modelach ludzkich, małp i szczurów opracowanie odpowiedniego protokołu obrazowania funkcjonalnego do badania funkcji słuchowych u kota stanowiłoby użyteczne uzupełnienie literatury dotyczącej obrazowania funkcjonalnego. Podczas gdy fMRI zostało również wykorzystane do zbadania różnych funkcjonalnych aspektów kory wzrokowej u znieczulonego kota26-28,42, niewiele badań wykorzystywało tę technikę do badania przetwarzania sensorycznego w korze słuchowej kota. Celem niniejszego protokołu jest ustanowienie skutecznej metody wykorzystania fMRI do ilościowego określenia funkcji w korze słuchowej znieczulonego kota. Procedury eksperymentalne opisane w tym manuskrypcie zostały z powodzeniem wykorzystane do opisania cech przebiegu czasu reakcji BOLD w korze słuchowej dorosłego kota43.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Materials</td></tr><tr><td>Atropine sulphate injection 0.5 mg/ml</td><td>Rafter 8 Products</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acepromazine 5 mg/ml</td><td>Vetoquinol Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorowodorek ketaminy 100 mg/ml</td><td>Bimeda-MTC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorowodorek deksmedetomidyny (Dexdomitor 0,5 mg/ml)</td><td>Orion Pharma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane 99,9%</td><td>Abbott Laboratories</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lidokaina (Xylocaine endotchaine 10 mg/dawka odmierzona)</td><td>Astra Zeneca</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Smarująca maść okulistyczna (Refresh Lacri Lube)</td><td>Allergan Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sól fizjologiczna 0,95%</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Cewnik dożylny 22 g (skrzydełka)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zestaw przedłużający do kroplówek</td><td>Codan US Corp.</td><td>BC 269</td><td></td></tr><tr><td>IV Zestaw do podawania 10 kroplówek/ml</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rurka dotchawicza 4.0</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Poduszki grzewcze (Snuggle Safe)</td><td>Lenric C21 Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Strzykawka 60 ml</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Equipment</td></tr><tr><td>Zewnętrzna karta dźwiękowa</td><td>Roland Corporation</td><td>Cakewalk UA-25EX</td><td></td></tr><tr><td>Stereofoniczny wzmacniacz mocy</td><td>Pyle Audio Inc.</td>System słuchawek <td>wkładanych kompatybilny z Pyle Pro PCAU11</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sensimetric Corporation</td><td>Model S14</td><td></td></tr><tr><td>Piankowe końcówki douszne do słuchawek</td><td>wkładanych E-A-R Auditory Systems</td><td>Earlink 3B</td><td></td></tr><tr><td>Monitor CO2</td><td>Nellcor</td><td>N-85</td><td></td></tr><tr><td>Pulsoksymetr kompatybilny z MRI</td><td>Nonin Medical Inc.</td><td>Model 7500</td><td></td></tr><tr><td>Pompa strzykawkowa</td><td>Aparat Harvard</td><td>70-2208</td><td></td></tr></tbody></table>

funkcjonalne obrazowanie kory słuchowej u dorosłych kotów przy użyciu fmri o wysokim polu

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Obecna wiedza na temat przetwarzania sensorycznego w systemie słuchowym ssaków pochodzi głównie z badań elektrofizjologicznych na różnych modelach zwierzęcych, w tym małpach, fretkach, nietoperzach, gryzoniach i kotach. W celu nakreślenia odpowiednich paraleli między ludzkimi i zwierzęcymi modelami funkcji słuchowych, ważne jest ustanowienie pomostu między badaniami obrazowania funkcjonalnego człowieka a badaniami elektrofizjologicznymi na zwierzętach. Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) jest uznaną i minimalnie inwazyjną metodą pomiaru szerokich wzorców aktywności hemodynamicznej w różnych regionach kory mózgowej. Technika ta jest szeroko stosowana do badania funkcji czuciowych w ludzkim mózgu, jest użytecznym narzędziem w łączeniu badań nad przetwarzaniem słuchowym zarówno u ludzi, jak i zwierząt i została z powodzeniem wykorzystana do badania funkcji słuchowych u małp i gryzoni. Poniższy protokół opisuje eksperymentalną procedurę badania funkcji słuchowych u znieczulonych dorosłych kotów poprzez pomiar zmian hemodynamicznych w korze słuchowej wywołanych bodźcem za pomocą fMRI. Metoda ta ułatwia porównanie odpowiedzi hemodynamicznych w różnych modelach funkcji słuchowych, prowadząc w ten sposób do lepszego zrozumienia niezależnych od gatunku cech kory słuchowej ssaków.

Reprezentatywne dane funkcjonalne pozyskano za pomocą skanera z poziomym otworem 7T i przeanalizowano przy użyciu narzędzia Statistical Parametric Mapping w programie MATLAB. Zgodnie z opisanym protokołem eksperymentalnym u kotów konsekwentnie obserwowano silne hemodynamiczne odpowiedzi kory na stymulację słuchową43. Rycina 6 przedstawia aktywację BOLD u 2 zwierząt w odpowiedzi na 30-sekundowy bodziec w postaci szumu szerokopasmowego zaprezentowany w projekcie blokowym. Mapy statystyki t dla k...

Badania funkcjonalne układu słuchowego u ssaków były tradycyjnie prowadzone przy użyciu technik skoncentrowanych na przestrzeni, takich jak zapisy elektrofizjologiczne. Poniższy protokół opisuje metodę wizualizacji wielkoskalowych wzorców wywołanej aktywności hemodynamicznej w korze słuchowej kota za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego.

Funkcjonalne obrazowanie kory słuchowej u dorosłych kotów przy użyciu fMRI o wysokim polu

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Ogólnym celem tej procedury jest funkcjonalne zobrazowanie nienaruszonej kory słuchowej kota za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego o wysokim polu. Osiąga się to poprzez uprzednie przygotowanie sprzętu dźwiękowego do prezentacji bodźców. Drugim krokiem jest przygotowanie kota do skanowania poprzez znieczulenie, a następnie umieszczenie go w saniach kompatybilnych z rezonansem magnetycznym.Następnie podczas prezentacji bodźca zbierane są obrazy anatomiczne i funkcjonalne w całym mózgu. Ostatnim krokiem jest przetworzenie obrazów w celu ilościowego określenia poziomu aktywacji mózgu podczas prezentacji bodźca. Ostatecznie obrazowanie funkcjonalne służy do pokazania zakresu aktywacji podczas prezentacji dźwięku w nienaruszonej korze słuchowej kota.Metoda ta może być wykorzystana do udzielenia odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące funkcji słuchowych, takie jak istnienie hierarchii w korze słuchowej. Główną przewagą tej techniki nad istniejącymi metodami, takimi jak obrazowanie optyczne, jest to, że FMRI jest nieinwazyjny i może mierzyć funkcjonalną aktywność kory mózgowej w nienaruszonej czaszce. Metoda ta może zapewnić wgląd w funkcje słuchowe i może być stosowana do inny

functional-imaging-auditory-cortex-adult-cats-using-high-field

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Obrazowanie funkcyjne kory słuchowej u dorosłych kotów z wykorzystaniem wysokopolowego rezonansu magnetycznego fMRI

W niniejszym artykule opisano techniki wykonywania funkcjonalnego obrazowania rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości z próbkowaniem 1,2 mm w obrębie ludzkiego śródmózwia i struktur podkorowych przy użyciu skanera 3T. Jako przykład przedstawiono zastosowanie tych technik do opracowania map topograficznych stymulacji wzrokowej w ludzkim wzgórzu górnym (SC).

Metody funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym o wysokiej rozdzielczości dla ludzkiego śródmózgowia

Przetwarzanie słuchowe stanowi podstawę przetwarzania mowy oraz muzyki. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) została z sukcesem wykorzystana do badania systemów poznawczych, sensorycznych i motorycznych, lecz rzadko stosowano ją w badaniach słuchu. W niniejszej pracy zbadaliśmy połączenie TMS z funkcjonalnym obrazowaniem rezonansem magnetycznym (fMRI), aby zrozumieć organizację funkcjonalną kory słuchowej.

Mapowanie następstw stymulacji wiązką theta w ludzkiej korze słuchowej z wykorzystaniem obrazowania funkcjonalnego

Niniejszy artykuł przedstawia zoptymalizowaną procedurę obrazowania neuronalnych substratów stymulacji słuchowej w mózgu ptaka śpiewającego przy użyciu funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI). Opisano w nim przygotowanie bodźców dźwiękowych, pozycjonowanie obiektu badawczego oraz akwizycję i późniejszą analizę danych fMRI.

Funkcjonalny obrazowanie rezonansem magnetycznym (fMRI) ze stymulacją słuchową u ptaków śpiewających

Źródło: Blanc, J., et al. Funkcjonalna spektroskopia rezonansu magnetycznego przy 7 t w korze lufy szczura podczas aktywacji wąsów. J. Vis. Exp. (2019 rok)Film ten przedstawia metodę analizy zmian metabolicznych w korze beczki szczura za pomocą funkcjonalnej spektroskopii rezonansu magnetycznego podczas stymulacji wąsów. Wyjściowe widma metabolitów są porównywane z widmami stymulowanymi w celu wykrycia wzrostu mleczanu w korze beczkowatej, potwierdzając pomyślną aktywację neuronów.

Funkcjonalna spektroskopia rezonansu magnetycznego kory lufy szczura podczas stymulacji wąsów

Złożona lokomocja w naturalnym środowisku, wymagająca starannej koordynacji kończyn, obejmuje obszary kory ciemieniowej. Poniższy protokół opisuje zastosowanie odwracalnej dezaktywacji wywołanej chłodzeniem w celu zademonstrowania roli obszaru ciemieniowego 5 w sterowanym pamięciowo unikaniu przeszkód u chodzącego kota.

Odwracalne dezaktywacje wywołane chłodzeniem w celu zbadania wkładu kory mózgowej w pamięć przeszkód u chodzącego kota

Opisujemy metodę stereotaktycznego lokalizowania, ekspozycji i ablacji kory słuchowej u szczurów. Lokalizacja ablacji jest oceniana za pomocą mapy współrzędnych sporządzonej post mortem.

Stereotaktycznie sterowana ablacja kory słuchowej szczura i lokalizacja zmiany w mózgu

Po sprawdzeniu za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego zależnego od poziomu tlenu we krwi (BOLD fMRI), że odpowiedni obszar kory somatosensorycznej pola beczkowego (zwany S1BF) jest prawidłowo aktywowany, głównym celem tego badania jest ilościowe określenie wahań zawartości mleczanu w aktywowanych mózgach szczurów za pomocą zlokalizowanej spektroskopii rezonansu magnetycznego protonów (1H-MRS) przy 7 T.

Funkcjonalna spektroskopia rezonansu magnetycznego przy 7 t w korze lufy szczura podczas aktywacji wąsów

Ten protokół opisuje kwantyfikację wolumetrycznych zmian hemodynamicznych mózgu w mózgu myszy za pomocą funkcjonalnych ultradźwięków (fUS). Procedury dla mapy aktywacji funkcjonalnej 3D po stymulacji sensorycznej, a także łączności funkcjonalnej w stanie spoczynku są przedstawione jako przykłady ilustracyjne u myszy znieczulonych i obudzonych.

Aktywacja 3D całego mózgu i mapowanie łączności funkcjonalnej u myszy przy użyciu przezczaszkowego funkcjonalnego obrazowania ultrasonograficznego

Szczegółowo opisana jest nowa procedura funkcjonalnego obrazowania u szczurów obudzonych z głową.

Implanty głowy do neuroobrazowania u przytomnych, nieruchomych szczurów

Tutaj prezentujemy dwa protokoły do rejestracji mikro-elektrokortykografii o wysokiej gęstości (μEcoG) u szczurów i myszy, w tym metody chirurgiczne, implantacyjne i rejestracyjne. Zapisy μECoG są wykonywane w połączeniu z zapisem laminarnej politrody w korze słuchowej szczura lub z optogenetycznym manipulowaniem aktywnością neuronalną w korze somatosensorycznej myszy.

Wieloskalowe badania przetwarzania kory mózgowej poprzez integrację politrod laminarnych i optogenetyki z mikroelektrokortykografią u gryzoni

Poznaj funkcjonalne obrazowanie kory słuchowej u kotów przy użyciu fMRI o wysokim polu. Ta metoda pozwala wizualizować wzorce aktywności hemodynamicznej i badać przetwarzanie dźwięku u ssaków.

Funkcjonalne obrazowanie kory słuchowej u dorosłych kotów przy użyciu fMRI o wysokim polu

Przeglądaj więcej filmów