Name: Ressonância Magnética Funcional (fMRI), com estimulação auditiva em aves canoras (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-06-03T08:56:00.000+00:00
Duration: 13 min 5 s
Description: Aprenda a realizar fMRI em aves canoras para estudar processamento auditivo usando Taeniopygia guttata. Este método não invasivo permite visualizar ativações cerebrais em resposta a estímulos sonoros com análise estatística voxel-based.

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Esta pesquisa foi apoiada por doações da Fundação de Pesquisa - Flandres (FWO, projeto Nr G.0420.02 e G.0443.11N), a Fundação Hercules (concessão Nr AUHA0012), concertadas Acções de Investigação (GOA financiamento) da Universidade de Antuérpia, e parcialmente patrocinado pela EC - FP6 projeto Dimi, LSHB-CT-2005-512146 e EC - FP6 projeto EMIL LSHC-CT-2004-503569 para A.VdL. G.DG e CP são bolsistas de pós-doutorado da Fundação de Pesquisa - Flandres (FWO).

1. Preparação dos estímulos auditivos <ol><li> Primeiro gravar o som-estímulos ao ser jogado dentro do furo do sistema MR 7T. O furo é de um espaço confinado, que pode distorcer os estímulos auditivos, resultando na melhoria de determinadas frequências auditivas. Figura 1 mostra as frequências aumentadas e suprimida, como mostrado pelas nossas gravações de ruído branco feito no local da cabeça da ave no magneto usando um microfone de fibra óptica (Optimic 1160, Optoacoustics). Para compensar este aumento artificial, uma função de equalizador é aplicada a cada estímulo usando o software WaveLab. Para nossa configuração particular, a função consiste em um kernel gaussiano com os seguintes parâmetros: amplitude máxima:-20dB, centrado em 3750 Hz, largura: 0,05 oitavas (correspondente à faixa 2.500-5.000 Hz para o nosso sistema). </li><li> Os estímulos músicas são compostas por vários motivos músicas individuais de cada pássaro intercaladas com períodos de silêncio. O dguração destes períodos silenciosos é ajustado para manter a quantidade total de som e silêncio idênticas para todos os estímulos. Esta construção conserva a variabilidade intra-individual e inter-individual natural da duração da música. O comprimento total de cada estímulo é de 16 seg. A intensidade de cada canção é normalizada em termos de correspondência raiz quadrada média e high-pass filtrado a 400 Hz, antes de ser integrado ao estímulo completo (canção e períodos de silêncio). Essas manipulações são feitas utilizando o software Praat. </li><li> O experimento consiste de um botão ON / OFF projeto alternando períodos de estimulação auditiva bloco (em blocos) com períodos de descanso (OFF blocos) (Figura 2). Cada bloco (ON e OFF) dura 16 segundos, o que corresponde ao tempo de aquisição de duas imagens (veja abaixo para aquisição). Cada tipo de estímulo é apresentado 25 vezes, resultando na aquisição de 50 imagens por estímulo e por assunto. A ordem de apresentação das condições deve ser ao acaso dentro e entreassuntos. Esta ordem aleatória dos estímulos podem ser codificadas em software de apresentação. </li></ol> 2. Assunto Preparação 2.1 Sujeito eo tamanho do grupo Aqui é apresentado um protocolo adaptado especificamente para a utilização de (adulto) mandarins. A escolha da espécie depende da pergunta científica. No entanto, outras considerações como ave robustez para anestesia pode também ser tida em conta. Zebra tentilhões (Taeniopygia guttata) devem ser alojados em viveiros sob 12 horas de luz: 12 horas de fotoperíodo escuro e ter acesso a comida e água ad libitum durante todo o estudo. O número mínimo de indivíduos por ensaio é 15. Esse número leva em conta a sensibilidade de fMRI spin-echo ea variabilidade inter-individual natural de fenômenos biológicos medidos no experimento. 2.2 Instalação de configuração e preparação do animal (Para especificaçãodo equipamento utilizado, referimo-nos a lista de reagentes e equipamentos específicos no final do artigo) <ol><li> Instalar a máscara bico na cama MRI de um sistema de MR T7 e conectá-lo ao dispositivo controlador de gás com tubos de plástico. Abra as duas garrafas de gás oxigênio e nitrogênio e ligar o dispositivo controlador de gás (oxigênio vazão: 200 cc / min; nitrogênio: 400 cc / min). </li></ol> Como mencionado acima, um sistema de RM T7 é usado na configuração apresentada. Outros sistemas de RM com diferentes intensidades de campo também são possíveis, mas a T7 é alcançado um bom compromisso entre a relação sinal-ruído e grau de artefatos de suscetibilidade (ver discussão). Em mais elevadas intensidades de campo a relação sinal-para-ruído irá aumentar juntamente com o grau de artefactos de susceptibilidade. <ol start="2"><li> Ligue o sistema de controle de feedback e um dispositivo de fluxo de ar quente. </li><li> Anestesiar o tentilhão com 3% de isoflurano em uma mistura de oxigênio e nitrogênio através da introdução de seu bicona máscara e segurando a cabeça para baixo até que a ave está totalmente anestesiado. Isto pode ser verificada por meio de puxar o pé suavemente: quando a ave está completamente sedado o pé não vai ser retraído pela ave. Além disso, os olhos da ave irá ser parcialmente fechada. </li><li> Introduzir a sonda de temperatura cloacal para a tela a temperatura do corpo e monitorar a taxa de respiração, colocando um sensor pneumático debaixo da barriga do passarinho zebra. Feche o revestimento para conter o corpo do animal (Figura 3). </li><li> Manter a taxa de respiração dentro do intervalo de 40-100 ciclos por minuto e manter a temperatura corporal constante dentro de uma faixa estreita de 40 ± 0,5 ° C. Quando o intervalo para respirar é muito baixa / alta, ajustar o nível de anestesia (% isoflurano) em conformidade. Quando o problema persistir, o ensaio deve ser parado e o animal retirado da instalação, a fim de recuperar. </li><li> Posicione os alto-falantes dinâmicos não-magnéticos de cada lado da cabeça do passarinho zebra e congar-los para o amplificador. Certifique-se de que os fios dos alto-falantes são levados para longe da sonda de temperatura, pois pode influenciar a leitura da temperatura quando muito perto. </li><li> Coloque a bobina de superfície no topo da cabeça Finch zebra e a posição de zebra no centro do íman (e automaticamente o centro da bobina de transmissão, que está situado no meio do íman). </li><li> Reduzir o nível de anestesia para 1,5% de isoflurano misturado com o oxigênio e nitrogênio. </li></ol> 3. Aquisição de Dados <ol><li> Adquirir um conjunto de 1 sagital, uma horizontal e uma imagem olheiro coronal gradiente-eco (GE) (sequence-piloto tri) e conjuntos de imagens multi-slice horizontal, coronal e sagital (T 2 ponderada aquisição rápida de relaxamento avançada (pilotagem RARE) sequência SE) para determinar a posição do cérebro no íman (Figura 4). </li><li> Diminuir o ruído dos gradientes, aumentando os tempos de rampa para 1000 mS. </li> &lt;li&gt; Prepare a sequência de fMRI: RARE T seqüência 2 ponderada, eficaz TE: 60 ms, TR: 2000 ms, fato raro: 8, FOV: 16 mm, tamanho da matriz: 64 x 32, a orientação: sagital, espessura de corte: 0,75 mm, Inter-slice espessura de espaço: 0,05 milímetros, 15 fatias cobrindo quase todo o cérebro (Figura 4). </li><li> Selecione o protocolo auditiva (estímulos auditivos e tempo de entrega estímulo) no software de apresentação. Este protocolo consiste de uma seqüência de comandos - para o início de estímulos auditivos específicos - que são executadas em um número específico de digitalização. Em cada repetição na sequência fMRI, o software do scanner irá enviar um gatilho para o software de apresentação auditiva que por sua vez registra o número de varredura e executa o comando correspondente. </li><li> Para garantir que o software de apresentação auditiva não perder qualquer gatilho do leitor, o protocolo auditivo é iniciada em primeiro lugar. Uma vez que o protocolo é completamente carregado, a sequência de ressonância magnética é iniciado. </li><li> Cada experimento RMf é precedida pela aquisição de 12 imagens falsas para permitir que o sinal atribuído ao ruído scanner para alcançar um estado estável antes de iniciar a estimulação auditiva. </li><li> Após a aquisição de zero preencher os dados a 64 x 64. </li><li> Dê uma primeira olhada (preliminar) com os resultados utilizando a ferramenta funcional de paravisão (opção de processamento / Imagem Funcional). Calcule a resposta BOLD diferencial entre todos em blocos ea linha de base (OFF blocos). Esta análise dá uma primeira indicação da qualidade da experiência. Se nenhuma ativação é visto nas áreas auditivas primárias nesta fase, o pássaro provavelmente não ouviu / processados ​​os estímulos auditivos, devido a problemas técnicos com a apresentação do estímulo, o nível de anestesia, etc A instalação deverá ser verificada e medida repetida. </li><li> Executar uma seqüência T2 RARE 3D anatômica com a mesma orientação quanto aos exames de ressonância magnética anteriores e com TE eficaz: 60 ms, TR: 2000 ms, fato raro: 8, FOV: 16 mm, o tamanho da matriz: 256 x 128 x 64. </li><li> Zero-preencher os dados a 256 x 256 x 256. </li><li> Leve o tentilhão da cama MRI e deixá-lo recuperar da anestesia em uma gaiola sob uma lâmpada vermelha. Normalmente, a recuperação de uma Finch zebra após anestesia com isoflurano vai relativamente rápido (máximo 5 minutos). Depois de apenas alguns minutos, os pássaros vão tentar levantar-se e uma vez que a ave está totalmente recuperado, ele vai pousar em um ramo em vez de sentar no fundo da gaiola. A duração da anestesia é de cerca de 2 horas para o presente experimento. O tempo máximo de isoflurano anestesia aplicada a tentilhões-zebra em nosso laboratório é de 6 horas, após o que as aves também se recuperou dentro de 5 min. </li></ol> 4. Informática <ol><li> Converta o MR-dados para analisar ou formato Nifti. </li><li> Porque SPM foi desenvolvido para processar os dados de ressonância magnética adquiridos nos seres humanos, isto é, para os voxels de cerca de 2 mm. Inúmeras definições SPM são adaptados a este tamanho aproximado voxel. Se a pessoa não faz wformiga para mudar todas as configurações, a maneira mais simples de proceder é aumentar artificialmente o tamanho do voxel dos dados de fMRI de aves. Ajuste o tamanho do voxel no cabeçalho multiplicando o tamanho real, voxel por 10 usando MRIcro. Deve notar-se, que este ajustamento não influencia os dados em si, não reamostragem ou quaisquer outras modificações que os dados são aplicados. </li></ol> Uma alternativa para isso é o uso da &#39;SPMMouse &quot;, que é um conjunto de ferramentas que permite SPM para abrir e analisar arquivos de qualquer dimensão do voxel. A ferramenta permite que os &#39;cérebros&#39; SPM vidro a ser criado a partir de qualquer imagem, e ajusta automaticamente os padrões de escalas de comprimento com base nos cabeçalhos de arquivos de imagem ou dados introduzidos pelo utilizador. Assim, este toolbox funciona da maneira oposta do que aquilo que nos propomos. Em vez de mudar o tamanho do voxel das imagens para caber no SPM, as configurações padrão do SPM são alteradas para usar imagens com diferentes tamanhos de voxel. <ol start="3"><li> Realinhar os dados de fMRI. Co-registrar o conjunto de dados 3D anatômico de tele séries temporais fMRI. Normalizar os dados em 3D (e da série co-registrada tempo fMRI) para o tentilhão cérebro MRI atlas. Aplicar a matriz de transformação para o conjunto de dados de fMRI. Isso tudo pode ser feito utilizando o Statistical Parametric Mapping (SPM) software 8. </li><li> Suavizar os dados com uma largura do kernel Gaussian 0,5 mm usando SPM8. </li><li> Realizar análises baseadas em voxel estatísticos utilizando SPM8. Modelo os dados como um carro de caixa (sem função resposta hemodinâmica). Estimar os parâmetros do modelo com o algoritmo da máxima verossimilhança restrita clássico. Calcular o efeito médio de cada estímulo auditivo em cada disciplina (análise de efeito fixo) e, em seguida, calcular estatísticas como desejava para análises de grupo (análise de efeito misto). </li><li> Projetar o mapa estatístico paramétrico para o tentilhão atlas (Figura 5) 9 em SPM8 para localizar as ativações funcionais (Figura 6). </li></ol>

<ol><li>Van Meir, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+properties+of+the+BOLD+response+in+the+songbirds%27+auditory+circuit+during+a+variety+of+listening+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal properties of the BOLD response in the songbirds' auditory circuit during a variety of listening tasks.</a> Neuroimage. 25, 1242-1255 (2005).</li>
<li>Boumans, T., Theunissen, F. E., Poirier, C., Van Der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+representation+of+spectral+and+temporal+features+of+song+in+the+auditory+forebrain+of+zebra+finches+as+revealed+by+functional+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22The+European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neural representation of spectral and temporal features of song in the auditory forebrain of zebra finches as revealed by functional MRI.</a> The European Journal of Neuroscience. 26, 2613-2626 (2007).</li>
<li>Boumans, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+magnetic+resonance+imaging+in+zebra+finch+discerns+the+neural+substrate+involved+in+segregation+of+conspecific+song+from+background+noise%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Functional magnetic resonance imaging in zebra finch discerns the neural substrate involved in segregation of conspecific song from background noise.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 931-938 (2008).</li>
<li>Boumans, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+of+auditory+responses+in+the+zebra+finch+forebrain+reveals+a+hierarchical+organisation+based+on+signal+strength+but+not+selectivity%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Functional MRI of auditory responses in the zebra finch forebrain reveals a hierarchical organisation based on signal strength but not selectivity.</a> PloS ONE. 3, e3184(2008).</li>
<li>Vignal, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+brain+hemodynamic+changes+in+a+songbird%3A+responses+to+hypercapnia+measured+with+functional+MRI+and+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Measuring brain hemodynamic changes in a songbird: responses to hypercapnia measured with functional MRI and near-infrared spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 53, 2457-2470 (2008).</li>
<li>Van der Linden, A., Van Meir, V., Boumans, T., Poirier, C., Balthazart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+in+small+brains+displaying+extensive+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Neurosciences%22%5BJournal%5D)">MRI in small brains displaying extensive plasticity.</a> Trends in Neurosciences. 32, 257-266 (2009).</li>
<li>Poirier, C., Van der Linden, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spin+echo+BOLD+fMRI+on+songbirds%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Spin echo BOLD fMRI on songbirds.</a> Methods Mol. Biol. 771, 569-576 (2011).</li>
<li>Poirier, C., Verhoye, M., Boumans, T., Van der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implementation+of+spin-echo+blood+oxygen+level-dependent+%28BOLD%29+functional+MRI+in+birds%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Implementation of spin-echo blood oxygen level-dependent (BOLD) functional MRI in birds.</a> NMR in Biomedicine. 23, 1027-1032 (2010).</li>
<li>Poirier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+three-dimensional+MRI+atlas+of+the+zebra+finch+brain+in+stereotaxic+coordinates%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">A three-dimensional MRI atlas of the zebra finch brain in stereotaxic coordinates.</a> Neuroimage. 41, 1-6 (2008).</li>
<li>Zhao, F., Wang, P., Kim, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+depth-dependent+gradient-echo+and+spin-echo+BOLD+fMRI+at+9.4T%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cortical depth-dependent gradient-echo and spin-echo BOLD fMRI at 9.4T.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 51, 518-524 (2004).</li>
<li>Harel, N., Lin, J., Moeller, S., Ugurbil, K., Yacoub, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+imaging-histological+study+of+cortical+laminar+specificity+of+fMRI+signals%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Combined imaging-histological study of cortical laminar specificity of fMRI signals.</a> NeuroImage. 29, 879-887 (2006).</li>
<li>Duong, T. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microvascular+BOLD+contribution+at+4+and+7+T+in+the+human+brain%3A+gradient-echo+and+spin-echo+fMRI+with+suppression+of+blood+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Microvascular BOLD contribution at 4 and 7 T in the human brain: gradient-echo and spin-echo fMRI with suppression of blood effects.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 1019-1027 (2003).</li>
<li>Lee, S. P., Silva, A. C., Ugurbil, K., Kim, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion-weighted+spin-echo+fMRI+at+9.4+T%3A+microvascular%2Ftissue+contribution+to+BOLD+signal+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Diffusion-weighted spin-echo fMRI at 9.4 T: microvascular/tissue contribution to BOLD signal changes.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 42, 919-928 (1999).</li>
<li>Uludag, K., Muller-Bierl, B., Ugurbil, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrative+model+for+neuronal+activity-induced+signal+changes+for+gradient+and+spin+echo+functional+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">An integrative model for neuronal activity-induced signal changes for gradient and spin echo functional imaging.</a> NeuroImage. 48, 150-165 (2009).</li>
<li>Yacoub, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spin-echo+fMRI+in+humans+using+high+spatial+resolutions+and+high+magnetic+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Spin-echo fMRI in humans using high spatial resolutions and high magnetic fields.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 655-664 (2003).</li>
<li>Keilholz, S. D., Silva, A. C., Raman, M., Merkle, H., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+of+the+rodent+somatosensory+pathway+using+multislice+echo+planar+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Functional MRI of the rodent somatosensory pathway using multislice echo planar imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 55, 316-324 (2006).</li>
<li>Keilholz, S. D., Silva, A. C., Raman, M., Merkle, H., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+of+the+rodent+somatosensory+pathway+using+multislice+echo+planar+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Functional MRI of the rodent somatosensory pathway using multislice echo planar imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 52, 89-99 (2004).</li>
<li>Goloshevsky, A. G., Silva, A. C., Dodd, S. J., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BOLD+fMRI+and+somatosensory+evoked+potentials+are+well+correlated+over+a+broad+range+of+frequency+content+of+somatosensory+stimulation+of+the+rat+forepaw%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">BOLD fMRI and somatosensory evoked potentials are well correlated over a broad range of frequency content of somatosensory stimulation of the rat forepaw.</a> Brain Research. 1195, 67-76 (2008).</li>
<li>Kida, I., Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus+frequency+dependence+of+blood+oxygenation+level-dependent+functional+magnetic+resonance+imaging+signals+in+the+somatosensory+cortex+of+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Research%22%5BJournal%5D)">Stimulus frequency dependence of blood oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging signals in the somatosensory cortex of rats.</a> Neuroscience Research. 62, 25-31 (2008).</li>
<li>Poirier, C., Boumans, T., Verhoye, M., Balthazart, J., Van der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Own-song+recognition+in+the+songbird+auditory+pathway%3A+selectivity+and+lateralization%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%3A+The+Official+Journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Own-song recognition in the songbird auditory pathway: selectivity and lateralization.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 29, 2252-2258 (2009).</li>
<li>Poirier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Own+song+selectivity+in+the+songbird+auditory+pathway%3A+suppression+by+norepinephrine%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Own song selectivity in the songbird auditory pathway: suppression by norepinephrine.</a> PloS ONE. 6, e20131(2011).</li>
<li>Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M., Trinath, T., Oeltermann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+investigation+of+the+basis+of+the+fMRI+signal%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal.</a> Nature. 412, 150-157 (2001).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Neste relatório, nós descrevemos um protocolo otimizado para o detalhado na caracterização vivo de substratos neurais da estimulação auditiva em tentilhões-zebra anestesiados. Em consonância com o protocolo apresentado, a maioria dos estudos de ativação cerebral funcionais em animais utilizando fMRI BOLD, anestesiar os animais durante a aquisição. Treinar animais para acostumá-los ao ambiente ímã eo ruído do scanner durante os períodos de estudo também é possível, mas basta...

<table><tbody><tr><td>Anestésico isoflurano</td><td>Isoflo</td><td>05260-05</td><td></td></tr><tr><td>Hardware/software PC-Sam</td><td>SA-Instruments</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.i4sa.com&quot; target=&quot;_blank">http://www.i4sa.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Sistema de monitoramento e sincronização</td><td></td><td>1025</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de aquecimento para roedores pequenos compatível com RM</td><td></td><td></td><td>Modelo 1025 compatível</td></tr><tr><td>Termômetro retal</td><td></td><td>RTP-102B</td><td>7'', 0,044'' </td></tr><tr><td>Scanner de RM 7T</td><td>Bruker Biospin</td><td>PHS 70/16</td><td></td></tr><tr><td>Software Paravision</td><td></td><td>5.1</td><td></td></tr><tr><td>Gradiente inserido</td><td></td><td>BGA9S</td><td>400 mT/m, 300A, 500V</td></tr><tr><td>Amplificadores de gradiente</td><td>Copley Co., USA</td><td>C256</td><td></td></tr><tr><td>Ressoadores transmissores</td><td></td><td></td><td>Diâmetro interno: 72 mm, transmissão apenas, desacoplamento ativo</td></tr><tr><td>Antena receptora - Cabeça de camundongo quadratura 20 mm</td><td></td><td></td><td>Recepção apenas, desacoplamento ativo</td></tr><tr><td>Software WaveLab</td><td>Steinberg</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software Praat</td><td>Paul Boersma, University of Amsterdam</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.praat.org&quot; target=&quot;_blank">http://www.praat.org&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Alto-falantes dinâmicos não magnéticos</td><td>Visation, Germany</td><td>HK 150</td><td></td></tr><tr><td>Microfone de fibra óptica</td><td>Optoacoustics,</td><td>Optimic 1160</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador de som</td><td>Phonic corporation</td><td>MM 1002a</td><td></td></tr><tr><td>Software Presentation</td><td>Neurobehavioral Systems Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRIcro</td><td>Chris Rorden</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/&quot; target=&quot;_blank">http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Mapeamento Paramétrico Estatístico (SPM)</td><td>Welcome Trust Centre for Neuroimaging</td><td>8</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/&quot; target=&quot;_blank">http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

ressonância magnética funcional (fmri), com estimulação auditiva em aves canoras

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

A neurobiologia do canto dos pássaros, como um modelo para a fala humana, é uma área pronunciado de pesquisa em neurociência comportamental. Considerando eletrofisiologia e molecular abordagens permitem a investigação de qualquer diferentes estímulos em alguns neurônios, ou um estímulo em grandes partes do cérebro, o nível de oxigenação do sangue dependente (BOLD) Ressonância Magnética funcional (fMRI) permite combinar as vantagens, ou seja, comparar a ativação neural induzida por diferentes estímulos em todo o cérebro de uma só vez. fMRI em pássaros é um desafio por causa do pequeno tamanho de seus cérebros e porque os seus ossos e, especialmente, seu crânio compreendem inúmeras cavidades de ar, induzindo importantes artefatos de suscetibilidade. Gradiente-eco (GE) fMRI BOLD tem sido aplicado com sucesso para pássaros 1-5 (para uma revisão, ver 6). Estes estudos se concentraram nas áreas primárias e secundárias auditivas cerebrais, que são regiões livres de artefatos de suscetibilidade. No entanto, devido proccessos de interesse pode ocorrer para além dessas regiões, todo o cérebro fMRI BOLD é necessário utilizar uma seqüência de ressonância magnética menos suscetíveis a esses artefatos. Isto pode ser conseguido através da utilização de spin-eco (SE) NEGRITO RMf 7,8. Neste artigo, descrevemos como usar esta técnica em tentilhões-zebra (Taeniopygia guttata), que são pequenos pássaros com um peso corporal de 15-25 g extensivamente estudado em neurociência comportamental do canto dos pássaros. O principal tema de estudos de fMRI sobre pássaros é a percepção da música e aprendizagem da música. A natureza auditiva dos estímulos combinados com os fracos sensibilidade BOLD de SE (em comparação com GE) seqüências de fMRI baseados faz com que a implementação desta técnica muito desafiador.

<html> Nós aqui apresentada visualmente uma sequência otimizada de procedimentos para a imagem de sucesso de substratos neurais dos estímulos auditivos na finch cérebro zebra. Em primeiro lugar, o procedimento descrito para a preparação dos estímulos auditivos em resultados de estímulos que podem ser incorporados num ON / OFF paradigma bloco (Figura 2) e que são normalizados para eliminar possíveis diferenças no nível de pressão de som que pode evocar uma resposta diferencial no cérebro . Depois de prepa...

Este artigo mostra um procedimento otimizado para imagens dos substratos neurais da estimulação auditiva no cérebro songbird usando ressonância magnética funcional (fMRI). Ele descreve a preparação dos estímulos sonoros, o posicionamento do sujeito e da aquisição e posterior análise dos dados de fMRI.

Ressonância Magnética Funcional (fMRI), com estimulação auditiva em aves canoras

A neurobiologia do canto dos pássaros, como modelo para a fala humana, é uma área de pesquisa proeminente na neurociência comportamental. Enquanto a eletrofisiologia e ...

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar um protocolo otimizado para a visualização bem-sucedida da percepção e do processamento sonoro em regiões auditivas e de controle da vocalização no cérebro de aves canoras. Utilizando ressonância magnética funcional, isso é alcançado primeiramente pela preparação de estímulos auditivos de boa qualidade, que podem ser incorporados a um paradigma de blocos alternados (ligado-desligado) para apresentação ao animal durante a aquisição de imagens por ressonância magnética funcional ou FMRI. O segundo passo consiste em preparar a ave para a aquisição de imagens, primeiramente anestesiando-a e, em seguida, posicionando-a sobre uma maca adaptada para animais, a qual é então colocada no interior do orifício do scanner de ressonância magnética. Em seguida, podem ser adquiridas imagens de FMRI durante a estimulação auditiva.O passo final consiste em pré-processar os dados de RM adquiridos, incluindo a normalização das imagens para o atlas do tentilhão-zebra. Em última análise, utiliza-se uma análise estatística baseada em voxel para permitir a visualização dos resultados obtidos e localizar as ativações cerebrais induzidas pelos estímulos audit

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Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Processamento auditivo é a base de voz e música relacionada com o processamento. Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) foi usado com sucesso para estudar cognitivas, sistemas sensoriais e motores, mas raramente tem sido aplicada para a audição. Aqui nós investigamos TMS combinados com ressonância magnética funcional para entender a organização funcional do córtex auditivo.

Mapear as sequelas de Theta Explosão Estimulação no córtex auditivo humano com Imagem Funcional

Uma técnica é descrita para amplamente abertura da barreira sangue-cérebro no ratinho usando microbolhas e ultra-som. Usando esta técnica, o manganês pode ser administrada para o cérebro do rato. Porque o manganês é um agente de contraste para IRM que se acumula nos neurónios despolarizadas, esta abordagem permite imagiologia de actividade neuronal.

Neuroimagem Funcional Usando rompimento da barreira hemato-encefálica ultra-sônico e Manganês-RM

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...

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

Descrevemos o projeto e montagem de fones de ouvido miniaturizados adequados para a substituição de um feedback do Songbird auditiva natural com um sinal acústico manipulado. Hardware de processamento on-line de som é usado para manipular a saída música, introduzir em tempo real erros no feedback auditivo através dos fones de ouvido, e dirigir a aprendizagem motora vocal.

Um leve, sistema de fones baseado para manipular feedback auditivo em Songbirds

Estudos funcionais do sistema auditivo em mamíferos têm sido tradicionalmente realizada usando técnicas espacialmente focadas, como registros eletrofisiológicos. O protocolo a seguir descreve um método de visualização de padrões de grande escala da atividade hemodinâmica evocada no córtex auditivo gato usando ressonância magnética funcional.

Imagem Funcional do Cortex Auditivo em gatos adultos usando de alta campo fMRI

Os correlatos neurais de ouvir intervalos consonantais e dissonantes têm sido amplamente estudados, mas os mecanismos neurais associados à produção de intervalos consonantes e dissonantes são menos conhecidos. Neste artigo, testes comportamentais e fMRI são combinados com a identificação de intervalos e tarefas de canto para descrever esses mecanismos.

Mapeamento fMRI da atividade cerebral associada à produção vocal de intervalos de consonância e dissonante

Este artigo fornece uma visão geral de um programa de mapeamento de cérebro multimodal projetado para identificar regiões do cérebro que suportam funções cognitivas críticas em pacientes de neurocirurgia individuais.

Mapeamento cerebral translacional na Universidade de Rochester Medical Center: preservando a mente através de mapeamento cerebral personalizado

Desenvolvemos técnicas para mapear a função do córtex visual utilizando mais do campo visual do que é comumente usado. Esta abordagem tem o potencial de melhorar a avaliação de distúrbios da visão e doenças oculares.

Ressonância Magnética Funcional (RMf) do Córtex Visual com Estimulação Retinotópica Ampla

Para estudar a evolução da linguagem, é importante comparar os mecanismos cerebrais em humanos com os de primatas não humanos. Desenvolvemos um método para medir de forma não invasiva o eletroencefalografia (EEG) de animais acordados. Isso nos permite comparar diretamente os dados de EEG entre humanos e animais a longo prazo sem prejudicá-los.

Medidas de eletroencefalografia em saguis acordados ouvindo vocalizações coespecíficas 

Eletroencefalografia simultânea (EEG) e ressonância magnética funcional (fMRI) é uma ferramenta poderosa de neuroimagem. No entanto, o interior de um scanner de ressonância magnética constitui um ambiente difícil para gravação de dados de EEG e de segurança deve ser considerada sempre que operar o equipamento EEG dentro de um scanner. Aqui, apresentamos um protocolo de aquisição de dados de EEG-fMRI otimizado.

Melhores práticas correntes para obtenção de dados de alta qualidade durante o EEG fMRI simultâneo

Aprenda a realizar fMRI em aves canoras para estudar processamento auditivo usando Taeniopygia guttata. Este método não invasivo permite visualizar ativações cerebrais em resposta a estímulos sonoros com análise estatística voxel-based.

Ressonância Magnética Funcional (fMRI), com estimulação auditiva em aves canoras

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