Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Функциональная магнитно-резонансной томографии (МРТ) с звуковой стимуляции в Певчие птицы

Published: June 3, 2013 doi: 10.3791/4369
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Bio-Imaging Lab, University of Antwerp

Summary

Эта статья показывает, оптимизированная процедура визуализации нервных субстратов слуховой стимуляции в мозге певчих птиц использованием функциональную магнитно-резонансную томографию (МРТ). Он описывает получение звуковых стимулов, положение объекта и приобретение и последующего анализа МРТ данных.

Abstract

Нейробиологии пения птиц, в качестве модели для человеческой речи, ярко выраженная область исследования в поведенческой неврологии. Принимая во внимание, электрофизиологии и молекулярной подходы позволяют расследования либо различных раздражителей на несколько нейронов, или один стимул в значительной части мозга, оксигенации крови в зависимости от уровня (жирный) функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет сочетать преимущества обоих, то есть сравнить активации нейронных индуцированной различными стимулами в весь мозг сразу. МРТ в певчих птиц является сложной задачей из-за небольшого размера их мозги и потому, что их кости и черепа в особенности их включают многочисленные воздушные полости, вызывая важных артефактов восприимчивости. Градиент-эхо (GE) BOLD МРТ была успешно применена для певчих птиц 1-5 (для обзора см. 6). Эти исследования сосредоточены на первичных и вторичных слуховых областей мозга, которые областей бесплатно восприимчивость артефактов. Однако, поскольку процессцессов интересов может возникнуть за рамками этих регионах, весь мозг МРТ BOLD требуется использование МРТ последовательность менее восприимчивы к этим артефактам. Это может быть достигнуто с помощью спинового эха (SE) BOLD МРТ 7,8. В этой статье мы расскажем, как использовать эту технику в зябликов (Taeniopygia Guttata), это небольшие певчие птицы с массой тела 15-25 г широко изучается в поведенческих нейронаук пения птиц. Главной темой МРТ исследования певчих птиц восприятие песни и песни обучения. Слуховая природа стимулов в сочетании со слабой чувствительностью BOLD SE (по сравнению с GE) на основе МРТ последовательности делает реализацию этого метода очень сложным.

Protocol

1. Подготовка звуковые раздражители

  1. Первая записывать звук-раздражители в то время как воспроизводимого внутри отверстия системы 7T MR. Отверстие в ограниченном пространстве, которые могут исказить слуховых стимулов в результате повышения определенных частот слуховой. 1 приведены частоты усиливается и подавляется как показали наши записи белого шума, производимого при расположении голову птицы в отверстие магнита использованием волоконно-оптического микрофона (Optimic 1160, Оптоакустика). Для компенсации этого искусственного улучшения, эквалайзер, применяется к каждому стимулом использованием WaveLab программного обеспечения. Для нашей конкретной установки, функция состоит из гауссовых ядро ​​со следующими параметрами: максимальная амплитуда: -20 дБ, сосредоточенный на 3750 Гц, ширина: 0,05 октавы (соответствующий диапазоне 2500-5000 Гц для нашей системы).
  2. Песня стимулы состоят из нескольких отдельных мотивов песни каждой птицы чередуются с периодами молчания. DЗадержка на эти периоды молчания доводили до сохранить общее количество звука и тишины идентичны по всем стимулам. Эта конструкция сохраняет естественную внутри частных лиц и межличностная изменчивость песни длину. Общая длина каждого стимула 16 сек. Интенсивность каждая песня нормированы согласованных среднеквадратическое и высокой фильтруют при 400 Гц, прежде чем интегрироваться в полном стимул (песни и периоды молчания). Эти манипуляции выполняются с помощью Praat программного обеспечения.
  3. Эксперимент состоит из ON / OFF блочной конструкции переменный звуковой стимуляции периодов (по блокам) с периодами покоя (OFF блоки) (рис. 2). Каждый блок (ВКЛ и ВЫКЛ) длится 16 секунд, что соответствует времени захвата из 2 изображения (см. ниже для приобретения). Каждый тип стимула представлена ​​25 раз, в результате приобретения 50 изображений на стимулы и на каждый объект. Презентация порядке условия должны быть рандомизированные внутри и междупредметам. В этом рандомизированном порядке стимулы могут быть закодированы в презентации программного обеспечения.

2. Предметной подготовки

2.1 Предмет и размера группы

Здесь мы приводим протокол, специально адаптированных к использованию (для взрослых) зябликов. Выбор вида зависит от научный. Тем не менее, другие соображения, как птица устойчивость к анестезии также могут быть приняты во внимание. Zebra зябликов (Taeniopygia Guttata) должны быть размещены в вольерах под 12 ч света: 12 ч темноты фотопериод и иметь доступ к пище и воде на протяжении всего исследования. Минимальное количество особей на эксперимент 15. Это число учитывает чувствительность спин-эхо МРТ и естественной межличностная изменчивость биологических явлений измеренное в эксперименте.

2.2 Установка настройка и подготовка животных

(Для уточненияиспользуемого оборудования, мы ссылаемся на перечень конкретных реагентов и оборудования в конце этой статьи)

  1. Установите клюв маски на МРТ кровать системы 7Т MR и подключить его к устройству газа контроллер с пластиковыми трубами. Откройте обе бутылки кислорода и азота газ и включите устройство контроллер газа (расход кислорода: 200 мл / мин; азота: 400 мл / мин).

Как упоминалось выше, 7Т МР используется в представленных установки. Другие системы МРТ с различными напряженности поля также возможны, но при 7Т хороший компромисс между достигается отношение сигнал-шум и степень восприимчивости артефакты (см. обсуждение). При более высокой напряженности поля сигнала к шуму будет увеличиваться вместе со степенью чувствительности артефактов.

  1. Включите обратной связи управляемой системы и устройства теплого воздуха.
  2. Анестезировать Zebra Finch с 3% изофлуран в смеси кислорода и азота путем введения клювев маске и с головой вниз, пока птица не полностью наркозом. Это можно проверить путем вытягивания ноги мягко: когда птица полностью седативные нога не будет отводится на птицу. Кроме того, глаза птицы будет частично закрыто.
  3. Введем клоаки датчик температуры на экран температуры тела и контролировать частоту дыхания путем размещения пневматического датчика под животом Zebra Finch. Закройте куртку сдерживать тело птицы (рис. 3).
  4. Поддержание частоты дыхания в диапазоне 40 - 100 вдохов в минуту и ​​держать постоянную температуру тела в узком диапазоне от 40 ± 0,5 ° С. Когда дыхание диапазон слишком низкая / высокая, регулировать уровень анестезии (изофлурана%) соответственно. Если проблема не устраняется, эксперимент должен быть остановлен, и животное удаляется из установки для того, чтобы восстановиться.
  5. Расположите немагнитных динамиков по обе стороны головы Zebra Finch и противподключите их к усилителю. Убедитесь, что провода динамиков относило от датчика температуры, так как он может влиять на показания температуры, когда слишком близко.
  6. Поместите поверхности катушки РФ на верхней части головы Zebra Finch и положение Zebra Finch в центре магнита (и автоматически центре передающей катушкой, которая расположена в центре магнита).
  7. Снизить уровень анестезии до 1,5% изофлуран в смеси с кислородом и азотом.

3. Сбор данных

  1. Приобретайте набор 1 сагиттальной, 1 горизонтальную и 1 корональной градиент-эхо (GE) разведчик изображений (три-последовательности пилот) и набора горизонтальных, фронтальной и сагиттальной нескольких изображений срезов (пилотирования T2-взвешенных быстрое приобретение повышенной релаксации ( редко) SE последовательности), чтобы определить положение головного мозга у магнита (рис. 4).
  2. Уменьшить шум градиентов за счет увеличения их темпа до 1000 мкс.
    3. <li> Подготовьте МРТ последовательность: редкие T2-взвешенные последовательности, эффективные TE: 60 мс, TR: 2000 мс, редкая фактор: 8, поле зрения: 16 мм, размер матрицы: 64 x 32, ориентация: сагиттальной, толщина среза: 0,75 мм, между срезами зазор толщиной: 0,05 мм, 15 ломтиков, охватывающих почти весь мозг (рис. 4).
  3. Выберите протокол слуховых (звуковых сигналов и сроках доставки стимула) в презентации программного обеспечения. Этот протокол состоит из последовательности команд - для инициирования конкретных звуковых раздражителей - которые выполняются на конкретной проверки-номер. На каждом повторении в МРТ последовательность, сканер программное обеспечение передает триггер для программного обеспечения слуховыми презентации, которая, в свою очередь регистрирует сканирование числа и выполняет соответствующую команду.
  4. Чтобы убедиться, что программное обеспечение слуховыми презентация не упустите ни триггер со сканера, слуховая протокола инициируется первым. Как только протокол полностью загружена, МРТ последовательность запуска.
  5. Каждый МРТ эксперимента предшествует приобретению 12 фиктивных изображений позволит отправить сигнал отнести к сканеру шума достичь устойчивого состояния перед началом слуховой стимуляции.
  6. После приобретения заполнение нулями данных до 64 х 64.
  7. Возьмите первый (предварительный) посмотреть на результаты, используя функциональный инструмент из Paravision (опция обработка / Функциональные Imaging). Рассчитать дифференциальный мощной поддержки между всеми блоки и базовые (OFF блоков). Этот анализ дает первое указание качества эксперимента. Если активация не видел в первичной слуховой области на данном этапе, птица же, вероятно, не слышали / обработанные звуковые раздражители из-за технических проблем с предъявления стимула, анестезия уровня и т. д. Установка должна быть проверена и измерение повторяется.
  8. Выполнить анатомические 3D редких Т2-взвешенных последовательность в той же ориентации, что и предыдущий сканирования МРТ и с эффективным TE: 60 мсек, TR: 2000 мс, редко фактор: 8, FО.В.: 16 мм, размер матрицы: 256 х 128 х 64.
  9. Заполнение нулями данных до 256 х 256 х 256.
  10. Возьмите Zebra Finch от МРТ кровать и пусть она оправиться от наркоза в клетке под красной лампой. Обычно восстановление Zebra Finch после анестезии изофлураном идет относительно быстро (максимальный 5 мин). После всего лишь нескольких минут, и птицы будут пытаться встать и как только птица полностью выздоровел, он будет взгромоздить на ветке, а не сидеть на дне клетки. Продолжительность анестезии составляет около 2 ч в течение настоящем эксперименте. Максимальное время изофлуран анестезии применяется к зебра зябликами в нашей лаборатории составляет 6 часов, после чего птицы также восстановлены в течение 5 мин.

4. Обработка данных

  1. Преобразование MR-анализа данных в формате или NIfTI.
  2. Поскольку SPM была разработана для обработки МРТ данные, полученные у человека, то есть для вокселов около 2 мм. Многочисленные настройки SPM адаптированы к этим приблизительный размер воксел. Если человек не Wмуравья, чтобы изменить все эти параметры, самый простой способ устранения ошибки будет искусственно увеличить размер воксела данных МРТ птицы. Отрегулируйте размер воксела в заголовке путем умножения реальном размере воксел на 10 MRIcro использовании. Следует отметить, что такая настройка не влияет на данные по себе, без передискретизации или любые другие изменения в данных применяется.

Альтернативой этому является использование 'SPMMouse', который является инструментарий позволяет SPM открытия и анализ файлов любого воксел измерение. Инструмент позволяет SPM "стеклянного мозги", чтобы быть создан из любого изображения и автоматически регулирует умолчанию масштабах длины на основе заголовков файлов изображений или введенных пользователем данных. Следовательно, этот инструментарий работает в противоположном направлении, чем то, что мы предлагаем. Вместо изменения воксел размер изображений, чтобы поместиться в SPM, настройки по умолчанию СЗМ меняются на использование изображений с различными размерами воксел.

  1. Выровняйте МРТ данных. Сотрудничество зарегистрируйтесь анатомические 3D набор данных в TОн МРТ временных рядов. Нормализовать 3D данных (и совместно зарегистрированных МРТ временных рядов) к Zebra Finch МРТ головного мозга атласа. Применим преобразование матрицы к МРТ набора данных. Все это можно сделать с помощью карт параметрический статистический (SPM) 8 программного обеспечения.
  2. Сглаживание данных с 0,5-мм ширина гауссово ядро, используя SPM8.
  3. Проводить статистические воксел на основе анализа с использованием SPM8. Модель данных в виде коробчатого автомобиля (без функции гемодинамической реакции). Оценка параметров модели с классическим алгоритмом Ограничение максимального правдоподобия. Вычислить среднее влияние каждого звукового раздражителя по каждому предмету (фиксированная следственный анализ), а затем вычислить статистику как желал группы анализов (смешанный эффект анализов).
  4. Проект статистической параметрической отображение на Zebra Finch атласа (рис. 5) 9 в SPM8 локализовать функциональной активации (рис. 6).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Мы здесь визуально представлена ​​оптимизированная последовательность процедур для успешной визуализации нервных субстратов слуховых раздражителей в мозгу Zebra Finch. Во-первых, описана процедура подготовки слуховых стимулов приводит стимулов, которые могут быть включены в ON / OFF блока парадигмы (рис. 2) и нормированы на устранение разности потенциалов уровня звукового давления, которое может вызвать различную реакцию в мозге . После подготовки Zebra Finch для МРТ сканирования и позиционирует его в отверстие магнита (рис. 1), МРТ может быть приобретено. Кроме того, 3D-изображение высокого разрешения принимается в целях нормализации данных Zebra Finch атлас 9. Наконец, предварительную обработку и статистический анализ данных позволяет визуализировать результаты (рис. 6).

69/4369fig1.jpg "Alt =" Рисунок 1 "FO: Content-ширина =" 4,5-дюймовой "FO: SRC =" / files/ftp_upload/4369/4369fig1highres.jpg "/>
Рисунок 1. Спектрограммы белого шума записал в целях установления полос частот, которые усиливаются / подавлено в отверстие магнита. А. Белый шум снаружи отверстие магнита. Б. Белый шум записан на месте голова птицы внутри отверстие магнита. С. Белый шум после применения эквалайзера функцию коррекции для повышения / подавленной полос частот.

Рисунок 2
Рисунок 2. Обзор ON / OFF блока парадигму, в которой периоды звуковой стимуляции чередуются с периодами отдыха. Каждый блок (стимул / отдыха) длится 16 секунд в течение которых 2 изображения приобретаются. Различные стимулы состоят из представителей мотивы пения птиц или других типов звуковыхВ зависимости от эксперимента. Эти мотивы объединяются и чередуются с периодов молчания, а продолжительность периодов молчания корректируется, чтобы общее количество звука и тишины идентичны по всем стимулам.

Рисунок 3
Рисунок 3. . Установка для слухового МРТ в небольших певчих птиц А. Животные кровать Вставка:. Подробный обзор схема расположения птиц в животном слой сканера: В. ВЧ головка катушки, К. клюв маски D. подачи газа анестетик, Е. немагнитных наушники, Ф. пневматические подушки датчик для мониторинга частоты дыхания, Г. клоаки датчиком температуры, H. обратной связи управляемой системы нагревателя, чтобы свести концыТемпература птицы стабильно во время измерений. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Рисунок 4
Рисунок 4. Slice геометрии для целого мозга МРТ изображений. Состав скриншотов из геометрии редактор программного обеспечения ParaVision. Ранее приобретенные аксиальной, сагиттальной и корональной редких пилотирования изображения используются для определения ориентации среза для МРТ сканирования.

Рисунок 5
Рисунок 5. Боковой вид 3D представление левого полушария с очерченной структуры от Zebra Finch атлас 9, проецируется на его середине сагиттальном срезе. Цветовым кодом очерченные ядер представлен справа. Эти delineatЭд структуры являются частью вокальных двигательный путь: ВВК, массивного ядра arcopallii (RA), nXII Парс tracheosyringealis (nXIIts); переднем пути переднего мозга: ядра латеральной magnocellularis Парс латеральной (LMAN), площадь X (X); слуховой системы: поля L, ядра ovoidalis (OV), ядро ​​латеральной mesencephalicus Парс спинной MLD (); обонятельная система: обонятельные луковицы (OB) и зрительной системы: ядро ​​entopalliallis (E), тектуме Opticum (ТЭО).

Рисунок 6
Рисунок 6. Пример МРТ BOLD ответ в области первичного слухового поля L, и прилегающих областей вторичного слуховых вызванных различными слуховые стимулы по сравнению с остальной состоянии. Изображения состоят из статистических параметрических карт накладывается на изображения с высоким разрешением анатомический из мозга Zebra Finch Атлас 9. T-значения имеют цветовую маркировку в соответствии смасштаба показано на рисунке, и только вокселов, в котором Т-тест было обнаружено, что значительное (р <0,001) отображаются.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В этом докладе мы описываем оптимизированный протокол за подробный в естественных условиях характеристику нервных субстратов слуховой стимуляции в анестезию зябликов.

В соответствии с представленным протоколом, большинство функциональных активации мозга исследования на животных использованием BOLD МРТ, обезболивания животных во время приобретения. Подготовка животных приучить к окружающей среде магнита и сканер шума во время периода обучения также возможен, но достаточно трудоемким и сложным и поэтому редко используется.

Хотя анестезия минимизирует стресс-индуцированного воздействия на физиологические реакции интерес и облегчает обращения с животными, его влияние как на нервной реакции и передаточной функции между нервной деятельности и смелый ответ измеряется в МРТ является текущей и важной темой исследования . Таким образом, эффекты анестезии на смелый ответ в течение рубitory стимуляции зябликов были исследованы в нашей лаборатории 2. Соответственно, три широко используются анестетики в зебры зябликов - medetomodine, изофлурана и уретановых - действующие на различные системы нейромедиаторов, были изучены. Результаты показали, что звуковой стимуляции в результате прозрачный BOLD ответов со всеми тремя анестетики, но небольшие различия произошла между тремя реагентов по отношению к например, расширение области активации. На основании результатов этого исследования и на том, что изофлуран является наиболее распространенным анестетика в клинической практике, поскольку он имеет большое преимущество, имеющих относительно быстрое восстановление и незначительные побочные эффекты и, следовательно, имеет самый высокий потенциал для использования в продольных исследований, изофлуран стали анестетиком выбора для Zebra Finch МРТ в нашей лаборатории.

В этом протоколе мы используем спин-эхо (SE) МРТ вместо более традиционного градиент-эхо (GE) МРТ. По сравнению с МРТ GE, SE МРТ имеетБольшим преимуществом предоставления сигнал всему мозгу, как нет сигнала отсева в изображениях. Еще одно преимущество SE BOLD МРТ является ее лучшей пространственной специфики 10,11. Действительно, в сильном магнитном поле, внутрисосудистого компонента SE BOLD сигнала уменьшается (из-за долгого TE) и внесосудистое компонента из крупных сосудов подавляется (на 180 ° импульс переориентации последовательности SE МРТ). SE BOLD сигнала, таким образом, преобладают точные внесосудистые сигнала, исходящего от небольших судов 12-14. Основным ограничением SE МРТ является его относительно слабая чувствительность, требующих оптимизированные последовательности и оптимизированной парадигм стимуляции. Контраст-шум (CNR) возрастает с поля 15. Длинные TE также увеличивает CNR, но компрометирует сигнал-шум 12,13,15. Оптимальное TE обычно соответствует времени, равного или больше, чем значение Т 2 тканей. Мы показали, что, по крайней 7Т,Значение TE 60 мс обеспечивает CNR и отношение сигнал-шум достаточно для обнаружения значимых различий в ответах BOLD вызваны различными стимулами (Poirier, 2010).

По сравнению с GE T2 *-взвешенные Напротив, SE Т2-взвешенных отличие требует длительного TR (1500-2000 мс при 7Т). Для того, чтобы изображение 15 ломтиков, мы использовали TR 2000 мс. Чтобы сохранить время сбора данных в разумных пределах, SE МРТ последовательности должны быть ускорены. Это обычно достигается использованием эхо-планарной томографии (EPI) схема выборки 10,16-19. Тем не менее, EPI вызывает искажения изображения, растущих с величиной магнитного поля и загрязняет BOLD сигнала с T2 * эффекты (что делает сигнал сильнее, но менее специфичны). EPI также производит очень интенсивный акустического шума, что делает его менее актуальным для использования в расследовании слуховыми стимулами. Таким образом, мы использовали редкую последовательность с матрицей размером 64 х 32, что привело к приобретению время 8 сек. Это временная resolutиона по-прежнему совместим с вялым BOLD ответ, индуцированный блок-схем, но слишком медленно, чтобы точно пробовать временной ход смелый ответ или использовать событийные проекты. С помощью этой последовательности, полученные таким образом чистый Т2-взвешенных SE сигнал, который характеризуется очень хорошее пространственное специфичности, чувствительности достаточно высокой, чтобы обнаружить дифференциальный BOLD реакции и временное разрешение совместимы с используемым стимул парадигма 20,21.

Преимущества и ограничения использования МРТ в Певчие птицы

В течение последних десятилетий, МРТ стала одним из самых популярных методов нейровизуализации в клинической когнитивной неврологии для изучения активности мозга во время различных задач, начиная от простого сенсорно-моторных до очень познавательные задачи. В доклинических исследований, этот метод, однако, все еще только едва использовал. Нехватка МРТ эксперименты завершены в мелких животных и особенно певчих птиц на сегодняшний день возможносвязано с тем, что анестезии или седативного эффекта, необходимого для достижения полной иммобилизации субъектов (см. выше). Следовательно, это считается основным недостатком техники и ограничивает тип вопросов, которые могут быть решены. Однако, хотя МРТ требует анестезии и смелые сигнала в основном отражает локальных потенциалов поля и таким образом отличается от потенциалов действия измеряется в электрофизиологических и немедленного раннего гена (НГО) исследований (например, 22), смелый МРТ подтвердила многие результаты, полученные этими методами.

На сегодняшний день самые популярные методы в неврологии Songbird все еще зависимой от активности выражения МЭР и электрофизиологических записей из одной или нескольких блок деятельности. Эти методы извлечь выгоду из очень высокое пространственное разрешение (5-30 мкм; клеточном уровне). Тем не менее, они очень инвазивной или даже летальному исходу. Кроме того, электрофизиологические методы ограничены по количеству локатионов, которые могут быть выбраны в одном эксперименте и поэтому требуют априорной гипотезы о локализации нейронов подложки участвует в исследуемом процессе. В противоположность этому, BOLD МРТ позволяет целого мозга подход - с пространственным разрешением 250 мкм - и таким образом могут быть использованы для выполнения предположение без экспериментов. Наконец, самое важное, неинвазивности МРТ позволяет многократно продольной меры по тем же вопросам, что открывает широкий спектр новых возможностей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

Acknowledgments

Это исследование было поддержано грантами от Research Foundation - Фландрия (FWO, проекта Nr G.0420.02 и G.0443.11N), Геркулес фонда (грант Nr AUHA0012), согласованных действиях исследований (ГОА финансирование) из Университета Антверпена и частично при финансовой поддержке ЕК - FP6 проекта DIMI, LSHB-CT-2005-512146 и ЕС - FP6 проекта Эмиль LSHC-CT-2004-503569 для A.VdL. G.DG и Ср научных сотрудников научно-исследовательского фонда - Фландрия (FWO).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Isoflurane anaesthetic Isoflo 05260-05
PC-Sam hardware/software SA-Instruments http://www.i4sa.com
Monitoring and gating system 1025
MR-compatible small rodent heater system Model 1025 compatible
Rectal temperature probe RTP-102B 7'', 0.044''
7T MR scanner Bruker Biospin PHS 70/16
Paravision software 5.1
Gradient Insert BGA9S 400 mT/m, 300A, 500V
Gradient Amplifiers Copley Co., USA C256
Transmit resonators Inner diameter: 72 mm, transmit only, active decoupled
Receiver antenna - 20 mm quadrature Mouse Head Receive only, active decoupled
WaveLab software Steinberg
Praat software Paul Boersma, University of Amsterdam http://www.praat.org
Non-magnetic dynamic speakers Visation, Germany HK 150
Fiber optic microphone Optoacoustics, Optimic 1160
Sound amplifier Phonic corporation MM 1002a
Presentation software Neurobehavioral Systems Inc.
MRIcro Chris Rorden http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/
Statistical Parametric Mapping (SPM) Welcome Trust Centre for Neuroimaging 8 http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Поведение выпуск 76 неврологии нейробиологии молекулярной биологии медицины биофизики физиологии анатомии функциональной МРТ МР-томографию магнитно-резонансная томография МРТ оксигенации крови в зависимости от уровня МР-томографию МРТ BOLD мозг Songbird зебры зябликов, Звуковой стимуляции стимулы животной модели работы с изображениями
Функциональная магнитно-резонансной томографии (МРТ) с звуковой стимуляции в Певчие птицы
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Van Ruijssevelt, L., De Groof, G.,… More

Van Ruijssevelt, L., De Groof, G., Van der Kant, A., Poirier, C., Van Audekerke, J., Verhoye, M., Van der Linden, A. Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds. J. Vis. Exp. (76), e4369, doi:10.3791/4369 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter