En este artículo se muestra un procedimiento optimizado para obtener imágenes de los sustratos neurales de estimulación auditiva en el cerebro de un pájaro usando resonancia magnética funcional (fMRI). Se describe la preparación de los estímulos de sonido, el posicionamiento del sujeto y la adquisición y el análisis posterior de los datos de resonancia magnética funcional.
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Artículo de método
Resonancia magnética funcional (fMRI) con estimulación auditiva en Songbirds
En este artículo
Resumen
Resumen
La neurobiología del canto de los pájaros, como un modelo para el habla humana, es una zona marcada de la investigación en neurociencia conductual. Mientras que los enfoques de electrofisiología y moleculares permiten la investigación de cualquiera de los diferentes estímulos en pocas neuronas, o un estímulo en grandes partes del cerebro, el nivel de oxigenación de la sangre dependiente (BOLD), la resonancia magnética funcional (fMRI) permite combinar ambas ventajas, es decir, comparar la activación neural inducida por diferentes estímulos en todo el cerebro a la vez. fMRI en pájaros cantores es difícil debido al pequeño tamaño de sus cerebros y porque sus huesos y especialmente de su cráneo comprenden numerosas cavidades de aire, provocando importantes artefactos de susceptibilidad. Gradiente eco (GE) BOLD fMRI se ha aplicado con éxito a los pájaros cantores 1-5 (para una revisión, ver 6). Estos estudios se centraron en las áreas cerebrales auditivas primarias y secundarias, que son regiones libres de artefactos de susceptibilidad. Sin embargo, debido a proccesos de interés pueden producirse más allá de estas regiones, se requiere toda BOLD fMRI del cerebro usando una secuencia de MRI menos susceptibles a estos artefactos. Esto se puede lograr mediante el uso de eco de espín (SE) BOLD fMRI 7,8. En este artículo se describe cómo utilizar esta técnica en los pinzones cebra (Taeniopygia guttata), que son pequeños pájaros con un peso corporal de 15 a 25 g ampliamente estudiado en neurociencias del comportamiento de los pájaros. El tema principal de los estudios de resonancia magnética funcional en los pájaros cantores es la percepción de la canción y aprendizaje de la canción. La naturaleza auditiva de los estímulos combinados con la débil sensibilidad BOLD de SE (en comparación con GE) basadas en secuencias de resonancia magnética funcional hace que la aplicación de esta técnica muy difícil.
Protocolo
1. Preparación de los estímulos auditivos
- Primera grabar el sonido-estímulos mientras se está reproduciendo en el interior del ánima del sistema MR 7T. El agujero es de un espacio confinado que puede distorsionar los estímulos auditivos que resultan en la mejora de ciertas frecuencias auditivas. Figura 1 muestra las frecuencias mejorado y suprimido como se muestra por nuestras grabaciones de ruido blanco hecho en la ubicación de la cabeza del ave dentro de la cavidad del imán utilizando un micrófono de fibra óptica (Optimic 1160, Optoacoustics). Para compensar esta mejora artificial, una función de ecualizador se aplica a cada estímulo usa....
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Resultados
Nosotros aquí presentamos visualmente una secuencia optimizada de los procedimientos de formación de imágenes exitosa de sustratos neurales de los estímulos auditivos en el cerebro del pinzón cebra. En primer lugar, el procedimiento descrito para la preparación de los estímulos auditivos resultados en los estímulos que se puede incorporar en un ON / OFF paradigma bloque (Figura 2) y que se normalizan para eliminar las posibles diferencias en nivel de presión de sonido que podría evocar una respues.......
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Discusión
En este reporte se describe un protocolo optimizado para la detallada caracterización in vivo de sustratos neurales de estimulación auditiva en los pinzones cebra anestesiados.
De acuerdo con el protocolo presentado, la mayoría de los estudios de activación cerebral funcionales en animales utilizando fMRI BOLD, anestesiar a los animales durante la adquisición. Animales de capacitación para acostumbrarlos al entorno imán y el ruido del escáner durante los períodos de estudio también .......
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Divulgaciones
No hay conflictos de interés declarado.
Agradecimientos
Esta investigación fue financiada por becas de la Fundación de Investigación - Flandes (FWO, proyecto N º G.0420.02 y G.0443.11N), la Fundación Hércules (subvención Nr AUHA0012), acciones concertadas de investigación (financiación GOA) de la Universidad de Amberes, y en parte patrocinado por la CE - 6PM proyecto Dimi, LSHB-CT-2005 hasta 512146 y CE - 6PM proyecto EMIL LSHC-CT-2004-503569 de A.VdL. G.DG y CP son Postdoctorales de la Fundación de Investigación - Flandes (FWO).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Anestésico isoflurano | Isoflo | 05260-05 | |
| Hardware/software PC-Sam | SA-Instruments | http://www.i4sa.com | |
| Sistema de monitorización y sincronización | 1025 | ||
| Sistema calefactor para roedores pequeños compatible con RM | Modelo 1025 compatible | ||
| Sonda de temperatura rectal | RTP-102B | 7'', 0.044'' | |
| Escáner de RM de 7 T | Bruker Biospin | PHS 70/16 | |
| Software Paravision | 5.1 | ||
| Inserto de gradiente | BGA9S | 400 mT/m, 300A, 500V | |
| Amplificadores de gradiente | Copley Co., USA | C256 | |
| Resonadores de transmisión | Diámetro interno: 72 mm, solo transmisión, desacoplado activo | ||
| Antena receptora - Cabeza de ratón cuadratura de 20 mm | Solo recepción, desacoplado activo | ||
| Software WaveLab | Steinberg | ||
| Software Praat | Paul Boersma, Universidad de Ámsterdam | http://www.praat.org | |
| Altavoces dinámicos no magnéticos | Visation, Alemania | HK 150 | |
| Microfóno de fibra óptica | Optoacoustics, | Optimic 1160 | |
| Amplificador de sonido | Phonic corporation | MM 1002a | |
| Software Presentation | Neurobehavioral Systems Inc. | ||
| MRIcro | Chris Rorden | http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/ | |
| Mapeo Paramétrico Estadístico (SPM) | Centro Welcome Trust para Neuroimagen | 8 | http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/ |
Referencias
- Van Meir, V., et al. Spatiotemporal properties of the BOLD response in the songbirds' auditory circuit during a variety of listening tasks. Neuroimage. 25, 1242-1255 (2005).
- Boumans, T., Theunissen, F. E., Poirier, C., Van Der Linden, A.
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Reimpresiones y permisos
