Ressonância magnética funcional dependente do nível de oxigênio no sangue do córtex visual

Resumo

Fonte: Galenchik-Chan, A., et al. Ressonância Magnética Funcional (fMRI) do Córtex Visual com Estimulação Retinotópica de Visão Ampla. J. Vis. Exp. (2023).

O vídeo demonstra a ressonância magnética funcional (fMRI) do córtex visual para mapear a atividade com base nos níveis de oxigenação do sangue. As imagens de ressonância magnética estrutural são adquiridas como referências anatômicas, seguidas por exames de ressonância magnética funcional. Estímulos visuais são exibidos para ativar neurônios retinotópicos no córtex visual. O aumento da demanda de energia desses neurônios estimulados impulsiona o fluxo de sangue oxigenado, reduzindo a desoxihemoglobina e aumentando o sinal de fMRI para medir a atividade.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram realizados em conformidade com as normas institucionais, nacionais e diretrizes internacionais para o bem-estar humano e foram revisadas pelo Conselho de Revisão Institucional local.

1. Preparação do participante

1. Informe o participante sobre o procedimento, riscos e benefícios da varredura de fMRI e obtenha seu consentimento informado.
2. Certifique-se de que o participante não tenha nenhuma contra-indicação à ressonância magnética. Isso inclui triagem de marca-passos, implantes metálicos ou claustrofobia. Se você tiver alguma incerteza, consulte um radiologista ou pesquisador qualificado e exclua o participante do estudo se houver alguma incerteza.
3. Explique o protocolo de estimulação visual e a necessidade de os participantes se fixarem na cruz central durante os exames de ressonância magnética funcional. Mostre ao participante uma breve demonstração da estimulação visual para fins instrucionais para familiarizá-lo com o procedimento.
4. Posicione cuidadosamente o participante na mesa do scanner de ressonância magnética para garantir que ele esteja confortável e relaxado. Forneça tampões de ouvido e/ou um fone de ouvido com amortecimento de som para reduzir o ruído acústico que o participante ouvirá para proteger sua audição.
5. Imobilize a cabeça do participante na metade posterior da matriz da bobina da cabeça, usando acolchoamento de espuma nas laterais da cabeça para garantir que a cabeça esteja devidamente imobilizada para reduzir os artefatos de movimento. Use o sistema de posicionamento do scanner e mova a mesa para o furo do scanner.
6. Coloque a tela de visão ampla ou espelho a 10 cm dos olhos do paciente (Figura 1B). Coloque a tela do tamanho de um furo na parte de trás do furo do scanner logo atrás da bobina do cabeçote. Ajuste a posição e o ângulo do espelho/tela para cada participante para obter um ângulo de visão consistente.
7. Certifique-se de que o participante esteja confortável durante toda a varredura via comunicação por meio do interfone.

2. fMRI scanning do participante

1. Execute uma varredura do localizador com três planos ortogonais e ajustes e calibrações do scanner para ajuste de frequência e calço.
2. Execute uma varredura anatômica de eco de gradiente de aquisição rápida preparada para magnetização ponderada em T1 (MP-RAGE) para ajudar a posicionar as fatias de imagem ecoplanar (EPI).
3. Crie estímulos visuais, conforme descrito nas etapas a seguir, usando um programa para executar experimentos comportamentais ou psicológicos.
4. No início do protocolo de fMRI, instrua o participante a se fixar na cruz branca (3° x 3°), que deve estar em cima de um fundo cinza no centro dos estímulos por 10 s.
   NOTE:<span style='font-family:Arial,sans-serif; tamanho da fonte:12pt; estilo da fonte:normal; variante de fonte: normal; peso da fonte: 400; decoração de texto:nenhuma; alinhamento vertical:linha de base; espaço em branco: pré-encapsulamento;' > A cruz branca será mostrada antes e depois de cada paradigma de estimulação visual por 10 s. Assim, o teste de estimulação total de fMRI para cada paradigma é de 200 s.
5. Apresentar o primeiro paradigma de estimulação visual (uma série de cunhas rotativas) por um período de 30 s (dando uma velocidade angular de 6 ° / s) e percorrer seis períodos. Os estímulos de cunha devem incluir 12 quadros de cunhas rotativas (uma varredura com rotação no sentido horário e outra no sentido anti-horário), estendendo-se até a borda da tela/espelho (campo visual de >100°), com um padrão quadriculado preto e branco de inversão de contraste de 8 Hz (100% de contraste) (>Figura 2A).
6. Apresente a cruz branca mais uma vez por 10 s.
7. Repita as etapas 2.4-2.6 com o segundo paradigma de estimulação visual (uma série de anéis de expansão e contração) por um período de 30 s (expansão ou contração a 1,8 ° / s do campo visual) e ciclos por seis períodos. Os estímulos de anel devem incluir oito quadros de anéis em expansão ou contração (campo visual de >100°), com um padrão quadriculado em preto e branco de inversão de contraste de 8 Hz (100% de contraste) (>Figura 2B).
8. Depois de concluir o fMRI, mova a mesa para fora do orifício do scanner enquanto instrui o participante a permanecer imóvel. Remova o espelho/tela, coloque a parte anterior da bobina do cabeçote além da posterior e mova a mesa de volta para o centro do scanner.
9. Adquira uma varredura rápida do localizador em caso de qualquer movimento e adquira uma varredura MP-RAGE com a bobina de cabeça completa.
   NOTA: Uma imagem anatômica com toda a bobina da cabeça é necessária para registro preciso para análises de grupo e fins de reconstrução.

Resultados

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
3T MRI scanner	Siemens
6-32 parafusos de máquina de nylon, cabeça arredondada			para anexar espelho/tela à haste
8-channel head array coil	Siemens
Acrílico mirror			Largura e comprimento de 25-30cm
E-Prime	Psychology Software Tools		para preparar e apresentar paradigmas de estímulos visuais
Rear projection screen			Size deve ser pelo menos tão grande quanto o furo do scanner