Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Ek Motor Alanında Fiber Bağlantıları Gözden Geçirildi: Fiber Disseksiyonu Metodolojisi, DTI ve Üç Boyutlu Dokümantasyon

Published: May 23, 2017 doi: 10.3791/55681
Automatic Translation
1, 2, 3, 4, 1, 5, 1, 6, 1
1Department of Neurosurgery, University of Minnesota, 2Department of Neurosurgery, Barrow Neurological Institute, St. Josephs Hospital and Medical Center, 3Department of Radiology, University of Alabama at Birmingham, 4Department of Radiology, University of Minnesota, 5Department of Neurosurgery, Tepecik Training and Research Hospital, 6Department of Neurosurgery, Cerrahpasa Medical School, University of Istanbul

Summary

Bu çalışmanın amacı, insan kadavra beyinleri üzerindeki lif disseksiyon tekniğinin her adımını, bu diseksiyonların 3D dokümantasyonunu ve anatomik olarak parçalanmış fiber yollarının difüzyon tensörü görüntüsünü göstermektir.

Abstract

Bu çalışmanın amacı, kadavra örnekleri ve manyetik rezonans (MR) için bir fiber disseksiyon tekniği kombinasyonu kullanılarak ek motor alanı (SMA) kompleksinin (pre-SMA ve SMA uygun) beyaz cevher bağlantılarının incelenmesine ilişkin metodolojiyi göstermektir. ) Traktografi. Protokol aynı zamanda bir insan beyninin beyaz cevher parçalanması, difüzyon tensörü traktografi görüntüleme ve üç boyutlu dokümantasyon için prosedürü açıklayacak. İnsanın beyinleri üzerindeki lif disseksiyonları ve 3D dokümantasyon, Minnesota Üniversitesi, Mikrocerrahi ve Nöroanatomi Laboratuvarı, Nöroşirürji Bölümü'nde gerçekleştirildi. Beş postmortem insan beyni örneği ve iki kafa Klingler metoduna göre hazırlandı. Beyin hemisferleri, ameliyat mikroskopu altında lateralden mediale ve medialden laterale doğru adım adım disseke edildi ve her aşamada 3D görüntüler yakalandı. Tüm disseksiyon sonuçları difüzyon tensörü ile desteklendigörüntüleme. Bağlanma lifleri (kısa, üstün uzunlamasına fasikül I ve frontal eğik yollar), projeksiyon lifleri (corticospinal, claustrocortical, cingulum ve frontostatal yollar) ve komissural fiberler (callosal fiberler) dahil olmak üzere Meynert'in fiber yolu sınıflamasına göre bağlantılar üzerindeki araştırmalar Da gerçekleştirildi.

Introduction

Brodmann tarafından tanımlanan 14 frontal alan arasında, preintral motor korteksin önünde yer alan premotor ve prefrontal alan, frontal lobun, biliş, davranış, öğrenme ve öğrenmede önemli bir rol oynamasına rağmen uzun süredir sessiz modül olarak düşünülmüştür. Ve konuşma işlemi. Medikal olarak uzanan pre-SMA ve SMA uygun (Brodmann Alanı; BA 6) oluşan ek motor alanı (SMA) kompleksine ek olarak, ön motor / ön modül dorsolateral prefrontal (BA 46, 8, Ve 9), frontopolar (BA 10) ve ventrolateral prefrontal (BA 47) kortekslerin yanı sıra beynin lateral yüzeyindeki orbitofrontal korteksin (BA 11) bir kısmı 1 , 2 .

SMA kompleksi, fonksiyonları ve bağlantıları ile tanımlanan önemli bir anatomik alandır. Bu bölgenin rezeksiyonu ve hasarı, SMA olarak bilinen önemli klinik eksikliklere neden olmaktadırsendromu. SMA sendromu, özellikle SMA kompleksi 3 içeren frontal gliom vakalarında gözlemlenen önemli bir klinik durumdur. SMA kompleksi limbik sistem, bazal gangliyonlar, serebellum, talamus, kontralateral SMA, üstün parietal lob ve fiber kanallar yoluyla frontal lobların kısımları ile bağlantıları vardır. Bu beyaz cevher bağlantılarına hasarın klinik etkisi kortekse göre daha şiddetli olabilir. Bunun nedeni, kortekste hasarın sonuçları, yüksek kortikal plastisite 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , ... nedeniyle zamanla iyileştirilebilir olmasıdır. Bu nedenle, SMA bölgesel anatomisi ve beyaz cevher yolakları boşaltılmalıdırÖzellikle glioma cerrahisinde anlaşılmıştır.

Beyaz cevher yollarının anatomisinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, nörocerrahi lezyonların geniş spektrumlu tedavisi için önemlidir. Mikrocerrahite elde edilen anatomik sonuçların üç boyutlu dokümantasyonu ile ilgili son zamanlarda yapılan çalışmalar, topografik anatomi ve beyin beyaz cevher yolaklarının ilişkisi hakkında daha iyi bir bilgi edinmek için kullanılmıştır 13,14. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı kadavra örnekleri ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) traktografisinde fiber disseksiyon teknikleri kullanılarak SMA kompleksinin (pre-SMA ve SMA uygun) beyaz cevher bağlantılarını incelemek ve tüm yöntemleri açıklamaktır Hem tekniklerin ilkeleri hem de ayrıntılı dokümantasyonu.

Araştırmanın Planlanması ve Stratejisi

Deneyleri gerçekleştirmeden önce, bir litreFiber disseksiyonların temel prensipleri, diseksiyon öncesi ve sırasında numunelere uygulanması gereken prosedürler ve diseksiyon ile DTI ile ortaya çıkan SMA bölgeleri arasındaki tüm bağlantılar araştırılmıştır. Pre-SMA ve SMA'ya uygun bölgelerin anatomik lokalizasyonu ve ayrılması ile bağlantılarının topografik anatomisi üzerine önceki çalışmalar gözden geçirildi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Ölen insanlar bir nufus olarak buraya dahil edilmişlerdir, ancak ölen insanlar teknik olarak insani konular değildir; Insan konuları 45 CF 46 tarafından "yaşayan insanlar 15 , 16 " olarak tanımlanmaktadır.

1. Numunelerin Hazırlanması

  1. 5 formalinle sabitlenmiş beyinleri (10 yarımkürede) ve 2 insan bütün kafasını inceleyin.
  2. Klingler'in yöntemine göre, numuneleri% 10 formalin solüsyonunda en az 2 ay süreyle fikse edin.
  3. Tüm numuneleri -16 ˚C'de Klinger metodu 17 uyarınca 2 hafta boyunca dondurun.
  4. Numuneleri musluk suyu altında çözdürün.
  5. Beyni ortaya çıkarmak için kadavra kafası üzerinde uzatılmış bir frontotemporal kraniotomi yapın.
    1. Kadavra başını üç pimli bir kafatası kelepçesine yerleştirin ( Malzeme Tablosu ).
    2. Bir neşterle frontotemporal deri insizyonu yapın.
    3. Deri ve kasları bir neşter, forseps ve makas kullanarak çıkarın.
    4. Dura materye ulaşıncaya kadar kafatasında bir veya birden fazla burun deliği açın; Kompakt bir hız düşürücü ve 79.000 dev / dak'da 14 mm kafa delici eki bulunan bir matkap kullanın ( Malzeme Tablosu ).
    5. Kemik kapağını kesin ve kafatasını, 2 mm x 15,6 mm oluklu bir yönlendirici kullanarak, 2,1 mm'lik pim biçimli çapak ataşmanı ile 80,000 dev / dak ( Malzeme Tablosu ) bir matkap hızıyla açın.
  6. Dura, arap noid ve pia mater'i çıkarın ve mikroskop altında mikroskop altında 40X büyütme 5 , 18 ( Malzeme Tablosu ) ile inceleyin.

2. Fiber Disseksiyon Tekniği

NOT: Cerrahi mikroskopta 6X ile 40X büyütme arasındaki tüm diseksiyonları gerçekleştirin.

  1. Her bir hemispede lif disseksiyonlarını adım adım uygulayınYeniden, lateralden mediale ve medialden laterale.
    1. Bir panfield ayırıcı ( Malzeme Tablosu ) kullanarak serebral korteksi dekortikletin ve komşu griyi 5 , 13 birbirine bağlayan çapraz lifler veya kısa lifli lif yollarını ortaya çıkarmak için tüm frontal korteks dokularını çıkarın.
    2. Aynı yarı küredeki uzak alanları birbirine bağlayan uzun birlikteliğe sahip elyaflara ulaşmak ve ortaya çıkarmak için mikroskop ( Malzeme Tablosu ) altında nazikçe kırparak bir panfield ayırıcı ve cerrahi bir mikro kanca ile kısa birleştirici lifleri çıkarın.
    3. Cerrahi mikro çengel ve panfield ayırıcı kullanarak yüzeysel birliktelik liflerini çıkarmak için uzun birliktelik liflerinin derinliklerine gidin; Projeksiyon komissural lifleri ortaya çıkarmak için her lif demetini bir mikroskop ( Malzeme Tablosu ) altına alın.
    4. SMA kompleksinin bağlantılarının her birini görüntülemeDaha önce literatürde tanımlanan topografik anatomiye göre 2 , 8 , 18 , 19 , 20 , 21 .
  2. Diseksiyon süresince kullanılan tüm numuneleri (tüm başları ve beyinleri) diseksiyon süreleri arasında% 10 formaldehit solüsyonunda ( Malzeme Tablosu ) saklayın.

3. 3D Fotoğrafçılık Tekniği

  1. Örneklerin fotoğraflanması sırasında siyah renkli bir platform kullanın.
  2. Bir 3B fotoğrafçılık tekniğini izleyin 22 .
    1. Her örneği, tasarlanmış bir siyah renkli platforma yerleştirin.
    2. Örneğe tam bakan bir manzarayı seçin ve kamerayı, kamera ekranında merkez noktasına yakın olan numunedeki herhangi bir noktaya odaklayarak tek bir atış yapın (alet sekmesile). 18-55 mm f / 3.5-5.6 SLR lens veya 100 mm f / 2.8L makro lens kullanın ve açıklığı F29, ISO 100 olarak ayarlayın.
    3. Fotoğraf makinesini ekrandaki en sağdaki nokta yukarıdaki odak noktasına gelene kadar hafifçe sola çevirin. Ekrandaki orta nokta örnek üzerindeki orijinal odak noktasına çakışana kadar kamerayı sağa kaydırın. Kamerayı bu noktaya odaklayın ve bir adım daha atın.
    4. Sabit değerlerde fotoğraflanan numuneye kameranın mesafesini ve eksenini koruyun.
  3. Bir 3B görüntü jeneratör programı (Malzeme Tablosu) kullanarak bir 3B görüntü oluşturun.
    1. 3D yazılım programını açın.
    2. "Dosya'dan stereo görüntüleri aç" ı seçin.
    3. İki görüntüyü (sol ve sağ) seçin ve sol görüntünün sol yuvada, sağdaki görüntünün de doğru yuvada olduğundan emin olun.
    4. "Yarım renk anaglif RL / 2" seçeneğini seçin ve anaglifi jpeg formatında oluşturun.

    4. DTI Tekniği

    1. Referans edilen web sitesinden indirerek Human Connectome Project difüzyon verilerini 23 kullanarak önceden işlenmiş difüzyon verilerini edinin.
      NOT: Veriler önceden işlenmiş olarak indirilmiş ve aşağıdaki prosedürlerden oluşmaktadır: Difüzyon verileri, normal gönüllülerde, bir spin-yankı eko planar görüntüleme (EPI) sekansı kullanılarak modifiye 3 T MRI cihazı (alet tablosu) kullanılarak elde edilmiştir. Bant görüntü ivmesi 24 , 25 , 26 , 27 , 28 . İlgili dizi parametreleri şunları içerir: TR = 5,520 ms; TE = 89.5 ms; FOV = 210 x 180 mm; Matris = 168 x 144; Dilim kalınlığı = 1.25 mm (voksel boyut 1.25 x 1.25 x 1.25 mm); Çok bantlı faktör = 3; Ve b-değerleri = 1000 s / mm2 (95 yön), 2.000 s / mm2 (96 yön) ve 3.000 s / mm2 (97 yön). Veriler daha sonra FreeSurfer 29 ve FSL 30 kullanılarak işlendi; Süreci, girdap akımı düzeltme, hareket düzeltme, b0 yoğunluk normalleştirme, duyarlılık bozulma düzeltmesi ve degrade-doğrusal olmayan düzeltme 28 , 31 , 32 , 33 dahil edildi . Karşılık gelen T1 ağırlıklı MP-RAGE görüntüleri de indirme paketinde bulunmaktadır. Prosedürler Human Connectome Project prosedür el kitabında belgelenmiştir 23 .
    2. Genelleştirilmiş bir q-örnekleme görüntüleme (GQI) algoritması 35 kullanan tahmini bir voksel-yönlü difüzyon yönlendirme dağılım fonksiyonunu (ODF) oluşturmak için Difüzyon Spektrum Görüntüleme (DSI) Studio 34'ü kullanarak difüzyon verisini post-prosesleyin.
      1. İndirilen veri kümesini yazılıma yazılı olarak yükleyin"ADIM1: Açık kaynak görüntüleri" ni ve data.nii.gz dosyasını seçerek.
      2. "ADIM2: Yeniden yapılandırma" düğmesini seçin. Beyin maskesini doğruladıktan sonra, "Adım 2" ye gidin ve yeniden yapılandırma yöntemi olarak "GQI" seçin. "Uzunluk oranı" "1.0" olan "r ^ 2 ağırlıklandırma" yı seçin. Kalan seçimleri varsayılan olarak bırakın.
      3. "Yeniden yapılandırmayı çalıştır" ı seçin.
    3. Fiber izleme işlemlerini hızlandırmak için ilgi çekici alanlara uygun tohumları yerleştirin.
      1. "Bölge Penceresi" nde, üstün uzunlamasına fasikül (SLF) I. için tohum yerleştirmek için "Atlas" düğmesini tıklayın. "Brodmann" ı seçin ve "Bölge 6" ve "Bölge 7" ekleyin. Bölge penceresinde, "Bölge 6" türünü "tohum" ve "Bölge 7" türünü "kapsama bölgesi" (ROI) olarak ayarlayın.
        1. Bölge penceresinde "Yeni Bölge" yi seçin ve manüel ROI çizinKoronal planda üstün frontal girusun en posterior yönüdür. Fiber izleme işlemini adım 4.4'te açıklandığı gibi gerçekleştirin.
      2. Bölgesel pencerede "Yeni Bölge" kullanarak ve koronal planda orta frontal sakirin beyaz maddesinin posterior yönünde "tohum" bölgesini çizerek SLF II için tohumları benzer şekilde yerleştirin. "Atlas" (adım 4.3.1'deki gibi) ve Brodmann bölgeleri 9, 10, 46, 39 ve 19. kullanarak bir ROI seçin. 4.4 adımında anlatıldığı gibi fiber takibi gerçekleştirin.
      3. Bölge penceresinde "Atlas" (bölüm 4.3.1'deki gibi) kullanarak "tohum" bölgesi olan SLF III tohumlarını yerleştirin ve "Bölge 40" daki "Atlas ..." dan Brodmann atlas ve ROI "Bölge 40" ı seçerek "Ve" Bölge 44 " Fiber izleme işlemini adım 4.4'te açıklandığı gibi gerçekleştirin.
      4. Bölgesel pencerede "Yeni Bölge" kullanarak kallozal fiberler için tohumlar yerleştirin ve sajittal düzlemde "tohum" a çizerek inceltinKorpus kallozum. Fiber izleme işlemini adım 4.4'te açıklandığı gibi gerçekleştirin.
      5. Bölgesel pencerede "New Region" u kullanarak singulat lifler için tohumlar yerleştirin ve koronal görünüm üzerinde orta singulat dönüste bir "tohum" bölgesi çizin. Biri daha ön singulatta, diğeri de koronal görünüm altında posterior cingulate girus olmak üzere iki ROI çizmek için "Yeni Bölge" kullanın. Fiber izleme işlemini adım 4.4'te açıklandığı gibi gerçekleştirin.
      6. Bölge penceresinde "Yeni Bölge" kullanarak klostrokortikal lifler için tohumlar yerleştirin ve "Atlas ..." fonksiyonunu kullanarak korona radiata'da bir ROI'li claustrum'da bir "tohum" çizin. Atlas'ı "JHU-WhiteMatter-labels-1mm" olarak seçin.
        1. "Anterior_corona_radiata", "Posterior_corona_radiata" ve "Superior_corona_radiata" yı seçin ve ekleyin. Ekstrüzyon düzleminde claustrum seviyesinden daha düşük bir düzlemden geçen tüm elyaflar için "Yeni Bölge" kullanarak bir kaçınma bölgesini çizin"Bölümünde açıklandığı gibi fiber izleme gerçekleştirin.
      7. Bölge penceresinde "Atlas ..." fonksiyonundan "tohum" kullanarak kortikospinal bölge tohumları yerleştirin; "JHU-WhiteMatter-labels-1mm" yi seçin ve "Corticospinal_tract" bölgesini ekleyin. Fiber izleme işlemini adım 4.4'te açıklandığı gibi gerçekleştirin.
      8. Bölge penceresinde "Atlas ..." işlevinden bir "tohum" bölgesi kullanarak ve "Bölge 44" ve "Bölge 45" de Brodmann atlas ve "Bölge 6" ROI'leri seçerek frontal ekilen yol (FAT) için tohum yerleştirin. " Fiber izleme işlemini adım 4.4'te açıklandığı gibi gerçekleştirin.
      9. "Atlas ..." işlevini kullanarak frontostatal yol (FST) tohumlarını "Bölge 6" da "tohum" ile yerleştirin. HarvardOxfordSub atlasındaki "kaudate", "putamen" ve "globus pallidus" 'lara yeni bölgeler ekleyin ve bölge penceresindeki türünü "sonlandırın" ayarlayın."
        NOT: FST için Fiber takibi, Bölge 6 tohumunu ve izleme seansı başına subkortikal tohumlardan yalnızca birini seçerek gerçekleştirilir ( yani, bölge 6 ve kaudat, onu takip eden bölge 6 ve putlara ve son olarak bölge 6 ve globus pallidus).
        1. Fiber takibi, her kombinasyon için 4.4 adımında anlatıldığı gibi gerçekleştirin.
    4. Yukarıdaki kombinasyonların her biri için fiber izleme gerçekleştirin.
      1. "Seçenekler" penceresinde izleme parametrelerini şu şekilde ayarlayın: qa sonlandırma endeksi 0.08, açısal eşik 75, adım boyutu 0.675, düzeltme 0.2, minimum uzunluk 20 mm ve maksimum uzunluk 200 mm. Tohum yönünü "Tümü" olarak seçin, tohum pozisyonunu "Subvoxel" olarak seçin ve tohumlamayı "Açık" olarak rasgelele. Akıntı çizgisi (Euler) izleme algoritması ile üçlü yön enterpolasyonunu kullanın. Yukarıdaki bölgelerdeki her bir kombinasyon için, & #34; Fiber Tracts "penceresi.
        NOT: İzlemenin rasgele niteliği nedeniyle "kaçınılmaz" alanlar elle "Yeni Bölge" olarak çizilmiş net "sahte elyaf" tanımlanır ve seçici olarak kaldırılır.
    5. Affine, DSI-Studio'nun "Slices -> Insert T1 / T2 Images" fonksiyonunu kullanarak Human Connectome Project veri setinde sağlanan beyin-çıkartılmış T1 ağırlıklı 3D MP-RAGE taramasını difüzyon verilerine kaydeder. "Dilimler -> Isosurface Ekle" yi seçerek beyin yüzey oluşturma işlemi yapın. 665 "Eşik" kullanın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

SMA kompleksi, üst frontal girusun arka kısmında bulunmaktadır. SMA kompleksinin sınırları, posterior olarak precentral sulkus, inferior-lateral lateralde superior frontal sulkus ve inferior-medialde in venöz sulkusdur. SMA kompleksi iki kısımdan oluşur: pre-SMA anterior ve SMA posterior yönde 18 . Bu iki kısım 18 ( Şekil 1A ve B ) arasında beyaz cevher bağlantıları ve işlev açısından farklılıklar vardır. Bu iki parçanın kortikal ve subkortikal bağlantılarını fiber disseksiyon ve DTI teknikleriyle inceledik ve bunları 3D görüntülerde gösterdik.

SMA Kompleksinin Birlik Lifleri

Frontal lobun korteksinin çıkarılması kısa dernek liflerini,Komşu griyi 18 ( Şekil 1C ) birbirine bağlayan U-fiberler olarak adlandırdı. SMA kompleksinin kısa dernek lifleri, SMA kompleksi ile motor korteks arasındaki posteriordan ve SMA kompleksi ile ön-frontal korteks öne 18 arasında bağlantı sağlar ( Şekil 2B ). Ayrıca SMA kompleksinde önceden SMA ve SMA arasında uygun bağlantılar sağlarlar. En yüzeysel uzun dernek lifleri, superior longitudinal fasikül II (SLF II) ve SLF III 13 , 36'nın ön operikal kısmıdır ( Şekil 2A ). SLF II ve SLF III'ü, prefrontal sulkusun hemen önüne çıkararak, superior frontal girus ile inferior frontal girusu birbirine bağlayan ön yanal yol (FAT) ortaya çıkarmıştık ( Şekil 2B ). FAT, pre-SMA ve pars oper'ten ortaya çıkan yüzeysel birliktelik fiberleridircularis.

FAT diseksiyonu sırasında, FAT'yi dikey düzlemde paralel çalışan korona radiata liflerinden anatomik olarak ayırmak kritik önem taşır. Literatürde de görüldüğü gibi, FAT lifleri, SMA bölgesinden aşağı frontal griye doğru eğik olarak ilerlemekte ve pars operkarsis 2'de yüzeyel hale gelmektedir. Bununla birlikte, diğer korona radiata ve klostrokortikal lifler, yüzeyel olmaksızın bazal ganglionlara derinden akar ( Şekil 2C , 3C ve 3D ).

SMA kompleksinin bir diğer bağlantı hattı, superior parietal lobu superior frontal loba (SMA kompleksi) bağlayan SLF I ve hemisferi 18 , 36'nın medial bölgesindeki anterior singulat korteksdir. SLF'nin diseksiyonu lat için medial yapıldıHemisferin orta yüzeyinin dekortikasyonundan sonra ( Şekil 2A , 3A ve 3B ).

SMA Kompleksinin Komissural Elyafları

Başlıca komissural fiber yolu, SMA kompleksini kontralateral SMA kompleksine bağlayan kallozal fiberlerdir. Kallozal fiberler, korona yayılımı, cingulum ve SLF I elyafları arasına yerleştirilir ve kontralateral SMA kompleksine ulaşmak için korpus kallosum yoluyla orta hatta çaprazlanır ( Şekil 2A , 4A ve 4B ).

SMA Kompleksinin Projeksiyon Elyafları

Projeksiyon elyafları, SMA kompleksiyle ilgili 4 farklı lif grubundan oluşur: cingulum lifleri, klostrokortikal lifler, frontositratatal yol veKortikospinal yol. Cingular fiberler cingulum oluşturmak için hemisferin medial yüzeyinden kaynaklanır ve cingulate gyrus içerisinde hareket eder. Bu liflerin işlevi, SMA kompleksi ile limbik sistem 18 arasındaki bağlantıları sağlamaktır ( Şekil 2A ve 4C ).

Klastrokortikal fiberler sınırlarının dağılımı, ön SMA ön ve arka parietal lobun ön kenarını posteriyor ( Şekil 2D ve 4D ). Bu nedenle, claustrum kaynaklı elyaflar tüm SMA karmaşık alanlarında (önceden SMA ve SMA uygun) 37 son bulur .

Frontostatal yol (FST), SMA kompleksini ve dorsal striatumu ( yani kaudat çekirdeği ve putamen) birbirine bağlar ve dış ve iç cApsüller 18 ( Şekil 3C ve 3D ). FST'yi diğer iç kapsül liflerinden ( örn., Talamik peninkül, frontopontin lifler, vb.) Ve aynı zamanda dikey düzlemdeki diğer fiberlerden ayırmak zordur ( örn., FAT ve diğer korona radiata lifleri). Fiber disseksiyon tekniği. Bununla birlikte, Grande ve ark. STI kompleksinden çıkan FST liflerinin harici ve dahili kapsüllerde sonlandıklarını göstermek için DTI tekniğini kullandı. Kortikal spinal kanal fiberlerinin yaklaşık% 10'u SMA'dan kaynaklanır ve spinal kordda son bulur, ancak bu fiberler pre-SMA 38'den ( Şekil 4E ) kaynaklanmaz.

Şekil 1
Şekil 1: Yanal veSol Frontal Lob Görünümünün Medial Yüzey. Sol taraftaki her 3B illüstrasyona, etiketlenmiş 2D illüstrasyonlar eşlik eder. Sol hemisfer yanal görünüşü: SMA uygun (mor) ve pre-SMA (yeşil); SMA kompleksi, ön frontal girusun posterior kısmında, precentral girusun hemen önündedir ( A ). Sol hemisfer medial görünümü. Ani komissür düzeyinde anterior ve posterior komisürler arasındaki çizgiye dikey olan hayali bir dikey çizgi SMA uygun (mor) ile pre-SMA (yeşil) ( B ) 39 arasındaki sınırdır. Dekortikasyon sonrası görüş. Dekortismanasyon "U lifleri" olarak adlandırılan kısa dernek liflerini ortaya çıkarır. U elyafları komşu cıriyi birbirine bağlar, örneğin SMA öncesi SMA ve motor kortekse uygun SMA'dır ( C ). Lütfen buraya tıklayınızBu rakamın daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için.

Şekil 1
Şekil 2: Lateral-medial Fiber Disseksiyon. Sol taraftaki her 3B illüstrasyona, etiketlenmiş 2D illüstrasyonlar eşlik eder. Yanal görüş; SLF II açısal girus ile orta frontal girus arasında uzanır ve pars operüleris ve pars triangularis'te son bulur. SLF III, supramarginal girus ve frontoparietal operculumdaki pars triangularis'i birbirine bağlar. Medikal görüş; SLF I, superior parietal lobu ön singulat kortekse ve SMA kompleksini ( A ) içeren üstün frontal girusun orta yüzeyine bağlar. Koronal düzeyde SLF II'nin bir kısmını çıkardıktan sonra, FAT açığa çıkarılmıştır ( B ). FAT lifleri, SMA bölgesinden alt frontal griye doğru eğik olarak hareket eder ve yüzeysel hale gelirPars operkanlaris. Diğer korona radiata lifleri, yüzeyel olmaksızın bazal ganglion derinliklerine kadar uzanır ( C ). Korteks alanı üzerindeki klostrokortikal fiber dağılımının maruz kalmış sınır çizgisini gösteren bir diğer örnek, pre-SMA'nın ön kısmı ile parietal lobun arka kısmı ( D ) arasındadır. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Şekil 1
Şekil 3 : SMA Bağlantılarının DTI Çalışması. DTI üzerinde sagital bir dilim ( A ) ve koronal dilim ( B ) üzerinde görülen SLF lifleri. SLF I (sarı); SLF II (turuncu); SLF III (turkuaz). FAT (yeşil) ve FST (mavi) sagital ( C ) ve koronal ( D Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Şekil 1
Şekil 4 : SMA Bağlantılarının DTI Çalışması. DTI üzerinde koronal bir dilim ( A ) ve bir sagittal dilim ( B ) üzerinde görülen kallozal lifler. DTI'de sagital kesitler üzerinde görüldüğü gibi, singular lifler (kırmızı) ( C ), klostrokortikal lifler (turuncu) ( D ) ve kortikospinal yol (mor) ( E ). Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Beyaz Matter Yolları İçin Önemi ve Çalışma Teknikleri

Serebral korteks 2.5 milyon yıllık insan yaşamıyla ilişkili temel sinirsel yapı olarak kabul edilir. Yaklaşık 20 milyar nöron, morfolojik ve hücresel özelliklere dayalı olarak çeşitli kısımlara ayrılmıştır 40 . Bu kortikal parçaların her birinin mimarisi, algılayıcı motorotor duyu ve hareket, duygusal deneyim ve karmaşık muhakeme gibi işlevsel olarak alt gruplara ayrılmıştır. Primatların tüm davranışlarının benzersiz anatomo fonksiyonel bağlantılarla ve sinir sisteminin kortikal ve subkortikal bölgelerinde topografik olarak dağılmış bölgelere göre oluşturulduğu belirlendi. Serebral korteks ayrıntılı olarak araştırılmış olsa da, nöral sistemin beyaz cevher yolakları hakkında farklı alanlarla bağlantılı bilgi eksikliği halen devam etmektedir. Centrum semiovale ve corona radiata gibi alanlar sDaha önce makroskopik bir bakış açısıyla incelemişti. 1800'lü yıllarda, araştırmacılar beyaz cevher lif sistemini anlamak için amino asitler yardımıyla uygulanan miyelin renklendirme materyalleri ve otoradyografi yöntemlerini kullanarak maymunların brüt diseksiyonunu gerçekleştirdiler. Cingulum ve uncinate fasciculus gibi bazı önemli dernek elyafları bu çalışmalarla tanımlanmış ve adlandırılmıştır. Öte yandan, kavisli fasikül / üst longitudinal fasikül ve alttaki boyuna fasikül gibi diğer beyaz cevher yollarının tanımlanması, literatürde hala çelişkilidir 41 , 42 , 43 , 44 , 45 .

Üst düzey davranışın anatomik süreçleri ve serebrumun yapısı ve işlevi hakkında bilgi vermek için beyaz cevher yapılarını anlamak çok önemlidir. birBeyaz cevher yollarının daha derin anlaşılması da klinik amaçlar için kritik öneme sahiptir. Birçok hastalık beyaz cevher yollarını etkileyen lezyonlardan kaynaklanır. Daha önce, radyolojik görüntüleme tekniklerindeki gelişmelere rağmen, fiber yollarını tanımlamak için kullanılabilecek eşsiz ve uygun bir teknik yoktu. En eski teknik olan kadavra fiber disseksiyon tekniği, genç beyin cerrahlarının nöroanatomik eğitimi için en ideal yöntemdi ve difüzyon tensörü görüntüleme, MR traktografi, difüzyon spektrum traktografisi ve otoradyografiye dayanan traktografi tekniklerinde en iyi standarttı. Fiber yollar , in vivo olarak MR ile görselleştirilebilir; Bununla birlikte, bu tekniğin dezavantajı, fiber yollarının sonlandırılmasının ve kökeninin belirlenmesindeki güçlüktür. Otoradyografik teknik yalnızca deney hayvanlarında kullanılabilir. Fiber yol anatomisi bilgisi, bilişsel, psyciğin daha iyi anlaşılabilmesi için önemlidirHiatrik ve multipl skleroz gibi beyaz cevher hastalıklarını takip eden motor belirtiler.

Plastisite, gri maddede bulunur, ancak beyaz cevherde yoktur; Beyaz cevherdeki herhangi bir peri-operatif hasar, hastada irreversibl açıklara neden olur (Schmahmann ve ark. ). Bu, elyaf yollarının anatomisini nöroşirürjide daha değerli hale getirir 46 . Ameliyat öncesi cerrahi planlamada, intra-aksiyel lezyonların çıkarılması için başarılı bir cerrahi için kavisli fasikül, optik radyasyon ve kortikospinal yol gibi önemli fiber yollarının yeri ve yer değiştirmesi göz önünde bulundurulmalıdır. Preoperatif MR traktografisi ile birlikte anatomik bilgi her hasta için sağlıklı değerlendirme ve cerrahi planlama sağlar. Operasyon mikroskopu altında kadavra fiber disseksiyonu gerçekleştirirken cerrahın el becerilerini geliştirmeye yardımcı olur ve karmaşık br'nin daha derin bir anlayışını sağlar.Anatomi üç boyutlu olarak. Bu kazanımları elde etmek için cerrah bir mikrocerrahi laboratuvarında vakit geçirmelidir. Diseksiyon sırasında sadece görmek istediği şeyden ziyade elyaf yollarına odaklanmalıdır. Öte yandan, DTI görüntüleme tekniklerindeki gelişmeler günümüzde hem normal beyinde hem de fiber sistemin etkilentiği klinik durumlarda önemli fiber yollarını in vivo olarak tanımlamayı mümkün kılmıştır. Başlangıçta, bu yöntem büyük fiber demetlerinin başlangıç ​​ve bitiş bölgeleriyle ilgili herhangi bir bilgi vermedi ve yalnızca uzantıların tanımında etkili oldu. Bununla birlikte, MR traktografisi ve difüzyon spektrumu görüntüleme (DSİ) gelişimi ile , in vivo ve klinik çalışmalarda normal beyin anatomisini anlamak için önemli adımlar atılmıştır 47 , 48 , 49 . Son yıllarda, beyaz cevher yollarının haritalandırılmasıPostoperatif defisitleri önlemek için çok kritiktir. Ayrıca, önemli kortikal yapıların ve fonksiyonlarının korunmasına yardımcı olmak için, beyaz cevherin intraoperatif elektriksel haritalarının yapılması yararlıdır ( 50 , 51) . Bu nedenle frontal-glioma cerrahisinde frontal bölgenin anatomisi ve beyaz cevher yolakları iyice anlaşılmalıdır.

SMA Kompleksinin Anatomik Özellikleri ve Klinik Önemi

SMA öncesi ve SMA düzlemi arasındaki makro anatomik sınır çizgisi, ani komissür 18 , 39 seviyesinden geçen dikey bir sanal çizgi olarak kabul edilir. Ayrıca, pre-SMA ve SMA'nin işlevleri açısından uygun farklılıkları vardır. SMA'nın uygun somatotopik görevleri olmasına rağmen, SMA öncesi somatosensoriyel bir organizasyona sahiptir 19 . Temel olarak, SMA sorumludur.E aktivasyonu, kontrolü ve hareketi üretirken, ön SMA bilişsel ve motor dışı görevlerden sorumludur 8 .

SMA öncesi lezyonu olan hastalar, çeşitli konuşma bozukluk derecelerine sahiptirler ve konuşma başlatma yeteneğinden ( yani mutizm) hafif değiştirilmiş akıcılığa kadar değişebilirler 52 . Nörocerrahi elektriksel uyarı verileriyle tahmin edileceği gibi, SMA kompleksine rezeksiyon veya hasar, motor ve konuşma işlevlerinde negatif motor cevabı üretir ve sonunda SMA sendromuna neden olur. SMA sendromu, akinetik mutizm gibi toplam motor ve konuşma kaybı, spontan hareketlerin azalması ve konuşma konusundaki karmaşık bir nörocerrahi sendromudur ( 18 , 53) . Bu nedenle, SMA kompleksinin subkortikal fiber traktör bağlantıları cerrahi planlamada önemli bir rol oynamaktadır.

SMA Kompleksinin Fiber Etiği

Bu çalışmada kadavra lifi diseksiyonu ve DTI teknikleri kullanılarak FAT, FST, kısa bağlantı lifleri, SLF I, kallozal lifler, cingulum lifleri ve klostrokortikal lifler gibi SMA kompleksinin tüm bağlantılarını, Son yıllarda 8 , 13 , 18 . DTI yoluyla fiber disseksiyon sonuçlarımızı gösterdik ve destekledik. Bununla birlikte, FST ve kortikospinal yol (CST) gibi bazı projeksiyon beyaz cevher yolaklarının, anatomik diseksiyon yoluyla diğer korona yayılımlı fiber demetlerinden ayrılması zordur. Bu nedenle, bu iki elyaf demetinin topografik anatomisini DTI yoluyla daha etkili bir şekilde gösterebildik. Ek olarak, in vitro çalışma ve derin fiber demetleri ayrıntılı olarak gösterme DTI çalışmasının diğer avantajlarıdır.

SLF I, precuneus'u (üstün parietal lob) SMA kompleksine ve singulat kortekse bağlayan uzun bir birlikteliğin bir lifidir. SLF I, superior pariyetal lob 13 , 18 , 36 , 54'e bağlanarak, limbik sisteme, anterior singulat korteks ve motor sisteme bağlanarak işlevleri vardır.

Üst ve alt frontal girusun arka kısımları, DTI teknikleri 2 ve daha sonra fiber disseksiyon teknikleri 18 kullanılarak yeni tanımlanan FAT'den oluşan direkt bir sistem ile birbirine bağlanır. Bu yolağın izdüşümü, ön frontal girusta pre-SMA ve SMA'da, inferior frontal girusta pars operaksezde 18 doğrudur. Ford ve ark. SMA ve SMA arasındaki yapısal bağlantıyı sergiledi.Broca merkezi, SMA'nın bir konuşma işleme korteksi olarak işlevsel rolünü destekleyerek ilk kez 55 . SLF I'e ilaveten, FAT, bu çalışmadaki sonuçlar ile gösterildiği gibi, pars operkülarizasyonu anterior singulat ve pre-SMA ile birleştiren doğrudan bir yoldur. Catani ve ark. DTI aracılığıyla FAT'yi tanımladı ve primer ilerleyici afazili hastalarda anterior singulat olan SMA kompleksindeki (pre-SMA ve SMA'nın ön kısmı) FAT bağlantı bölgelerinin kortikal atrofisinin sözel akıcılık bozukluklarına neden olabileceğini bildirdi. Önceki çalışmalar, FAT'nin konuşma başlatma zorlukları ve konuşma akıcılığı bozuklukları ile ilişkili olabileceğini göstermiştir22.

FST, pre-SMA ve striatum ( diğer bir deyişle kaudat çekirdeği ve putamen) bağlayan projeksiyon liflerinden oluşur. Daha önceki çalışmalarda, bazal ga'da FST'nin sonlanma noktalarıNglia çok net değildi. Bununla birlikte, son kapsamlı DTI çalışmalarında FST'nin pre-SMA'dan kaynaklandığı ve dahili kapsülde ve putaemin 20 , 21 , 22'nin yan yüzeyinde sonlandığı gösterildi. Buna ek olarak, başka bir DTI çalışmasında, FST'nin hem putaem 18'in lateral ve medial yüzeylerinde sonlandığı gösterilmiştir. Fonksiyonel olarak Duffau ve ark. FST 21'in putaminal bağlantıları yoluyla mekanizması büyük olasılıkla putamenin intraoperatif doğrudan elektriksel uyarımı sırasında anartriyum ve / veya hareketi bıraktığını göstermiştir.

Kortikospinal yol, SMA uygun ve birincil motor kortekste omuriliğe bağlar; ancak pre-SMA'nın kortikospinal yol 24'da lifi yoktur. Duffao tarafından yapılan elektro-uyarılma çalışmasında > Et al. , Kontralateral üst ekstremitedeki SMA bölgesini uyararak bir hareket tutuklaması gözlemlendi. Bunun, kortikospinal yolla SMA'nın omurilikle, kontrastateral SMA'nın kallozal fiberlerle bağlanması nedeniyle oluşabileceği düşünülmektedir18 , 56 .

Klostrokortikal fiberler, orta çekirdekteki klastrum ile pre-SMA'nın ön kenarı ile parietal lobun arka kısmı arasındaki geniş bir bölge arasında bağlantı kurar 13 . İşlevsel olarak, klostrokortikal liflerin, görsel kortikal bölgeden, limbik sistemden ve somatosensor ve motor kortekslerden gelen bilgileri koordine ederek ve bilinçte rol oynadığı düşünülmektedir. Bu nedenle, SMA kompleksi ile klostrum arasındaki klostrokortikal elyaf demetlerinin daha yüksek motor ve konuşma kontrolünün yürütülmesinde rol oynayabileceği düşünülmektedir> 18.

Daha önceki çalışmalarda, SINGA kompleksinin singuler girusla olan bağlantısı kısa ilişkili lifler vasıtasıyla yapıldığı belirtilmekle birlikte, son anatomik bir çalışmada, bu bağların doğrudan singuler liflerle sağlandığı bulunmuştur18. İşlevsel olarak bu yolun, SMA ve limbik korteks arasındaki olumsuz duygusal uyarının motor işlemesinde rolü olduğu iddia edildi 18 .

Son yıllarda, SMA kompleksinin klinik önemi ( örn., SMA sendromu ve negatif motor yanıt) artan elektrostimülasyon çalışmaları ile ortaya çıkmıştır. Bu nedenle, topografik anatominin önemi ve SMA'nın subkortikal bağlantılarının önemi giderek vurgulanmıştır. Özellikle 3D anatomik çalışmalar yoluyla topografik anatomiyi daha iyi anlamak ve ameliyat planlamak için bu bağlantıların klinik özelliklerini kullanmak kritik öneme sahiptir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar, ekipman ve ilaçlar da dahil olmak üzere rakip mali çıkarlar ve herhangi bir kaynak ve destek kaynağı olmadığını beyan ettiler.

Acknowledgments

Veriler kısmen, NIH Neuroscience Araştırma İçin Blueprint'i destekleyen 16 NIH Enstitüsü ve Merkezi tarafından finanse edilen Human Connectome Projesi, WU Minn Konsorsiyumu (Baş Araştırmacılar: David Van Essen ve Kamil Ugurbil; 1U54MH091657) tarafından sağlandı; Ve Washington Üniversitesindeki Systems Neuroscience için McDonnell Merkezi tarafından. Şekil 2A ve 2D, Rhoton koleksiyonunun 57 izniyle çoğaltıldı (http://rhoton.ineurodb.org/?page=21899).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
%4 Paraformaldehyde Solution AFFYMETRIX, Inc. 2046C208 used to fixation
Freezer INSIGNA NS-CZ70WH6 used to freez
Panfield Dissector AESCULAP FD305 used to dissection
Surgical Micro Scissor W. Lorenz 04-4238 used to miscrodissection
Surgical Micro Hook V. Mueller NL3785-009 used to miscrodissection
MICRO VESSEL STRETCHER/DILATOR W. Lorenz 04-4324 used to miscrodissection
Emax2 SC 2000 Electric Console Anspach Companies SC2102 used to craniatomy
Drill Set Anspach Companies NS-CZ70WH6 used to craniatomy
20-1000 operating microscope Moeller-Wedel,Germany FS 4-20 used to miscrodissection
Canon EOS 550D 18 MP CMOS APS-C Digital SLR Camera Canon Inc. DS126271 used to take photos
EF 100 mm f/2.8L IS USM Macro Lens Canon Inc. 4657A006 used to take photos
MR-14EX II Macro Ring Lite (Flash) Canon Inc. 9389B002 used to take photos
Tripod Lino Manfrotto 322RC2 used to take photos
MAYFIELD Infinity Skull Clamp Integra Inc. A0077 used to fix the head
Modified Skrya 3T "Connectome" Scanner Siemens Company, Inc. A911IM-MR-15773-P1-4A00 used to scan DTI
XstereO Player Yury Golubinsky Version 3.6(22) used to create anaglyphs
EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS II SLR Lens Canon Inc. 2042B002 used to take photos
Scalpel 6B INVENT 7-104-L used to make incision
Compact Speed Reducer Anspach Companies CSR60 used to make burr hole
14 mm Cranial Perforator Anspach Companies CPERF-14-11-3F used to make burr hole
2 mm x 15.6 mm Fluted Router Anspach Companies A-CRN-M used to make craniotomy
2.1 mm Pin-shaped Burrs Anspach Companies 03.000.130S used to make craniotomy

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nieuwenhuys, R., Voogd, J., Huijzen, C. V. The Human Central Nervous System. , 4th edi, 620-649 (2008).
  2. Catani, M., Acqua, F., Vergani, F., Malik, F., Hodge, H. Short frontal lobe connections of the human brain. Cortex. 48, 273-291 (2012).
  3. Duffau, H., Capelle, L. Preferential brain locations of low-grade gliomas. Cancer. 100 (12), 2622-2626 (2004).
  4. Yasargil, M. G., Türe, U., Yasargil, D. C. Impact of temporal lobe surgery. J Neurosurg. 101 (05), 725-738 (2004).
  5. Türe, U., Yasargil, M. G., Friedman, A. H., Al-Mefty, O. Fiber dissection technique: lateral aspect of the brain. Neurosurgery. 47 (2), 417-427 (2000).
  6. Burger, P. C., Heinz, E. R., Shibata, T., Kleihues, P. Topographic anatomy and CT correlations in the untreated glioblastoma multiforme. J Neurosurg. 68 (5), 698-704 (1998).
  7. New concepts in surgery of WHO grade II gliomas: Functional brain mapping, connectionism and plasticity-a review. J Neurooncol. 79 (1), 77-79 (2006).
  8. White matter connections of the supplementary motor area in humans. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 85 (12), 1377-1385 (2014).
  9. Luppino, G., Matelli, M., Camarda, R., Rizzolatti, G. Corticocortical connections of area F3(SMA-proper) and area F6(pre-SMA)in the macaque monkey. J. Comp.Neurol. 338, 114-140 (1993).
  10. Akkal, D., Dum, R. P., Strick, P. L. Supplementary motor area and presupplementary motor area: targets of basal ganglia and cerebellar output. J. Neurosci. 27, 10659-10673 (2007).
  11. Behrens, T. E. Non-invasive mapping of connections between human thalamus and cortex using diffusion imaging. Nat. Neurosci. 6, 750-757 (2003).
  12. Potgieser, A. R. E., de Jong, B. M., Wagemakers, M., Hoving, E. W., Groen, R. J. M. Insights from the supplementary motor area syndrome in balancing movement initiation and inhibition. Frontiers in Human Neuroscience. 28 (8), 960 (2014).
  13. Yagmurlu, K., Vlasak, A. L., Rhoton Jr, A. L. Three-Dimensional Topographic Fiber Tract Anatomy of the Cerebrum. Neurosurgery. 2, epub 274-305 (2015).
  14. Fernández-Miranda, J. C., Rhoton Jr,, L, A., Álvarez-Linera, J., Kakizawa, Y., Choi, C., de Oliveira, E. P. Three-dimensional microsurgical and tractographic anatomy of the white matter of the human brain. Neurosurgery. 62 (6 Suppl 3), 989-1026 (2008).
  15. Couzin, J. Crossing a frontier: Research on the dead. Science. 299 (5603), 29-30 (2003).
  16. University of Minnesota. Research Ethics. , Available from: https://www.ahc.umn.edu/img/assets/26104/Research Ethics/pdf (2016).
  17. Ludwig, E., Klingler, J. Der innere Bau des Gehirns dargestellt auf Grund makroskopischer Präparate. The inner structure of the brain demonstrated on the basis of macroscopical preparations. Atlas cerebri humani. , 1-36 (1956).
  18. Bozkurt, B. The Microsurgical and Tractographic Anatomy of the Supplementary Motor Area Complex in Human. J World Neurosurg. 95, 99-107 (1956).
  19. Lehericy, S. 3-D diffusion tensor axonal tracking shows distinct SMA and pre-SMA projections to the human striatum. Cereb Cortex. 14, 1302-1309 (2004).
  20. Duffau, H. Intraoperative mapping of the cortical areas involved in multiplication and subtraction: an electrostimulation study in a patient with a left parietal glioma. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 73 (6), 733-738 (2002).
  21. Kinoshita, M. Role of fronto-striatal tract and frontal aslant tract in movement and speech: an axonal mapping study. Brain Struct Funct. 220 (6), 3399-3412 (2015).
  22. Shimizu, S. Anatomic dissection and classic three-dimensional documentation: a unit of education for neurosurgical anatomy revisited. Neurosurgery. 58 (5), E1000 (2006).
  23. Connectome Database. , Available from: https://db.humanconnectome.org (2016).
  24. Moeller, S. Multiband multislice GE-EPI at 7 tesla, with 16-fold acceleration using partial parallel imaging with application to high spatial and temporal whole-brain fMRI. Magn Reson Med. 63 (5), 1144-1153 (2010).
  25. Feinberg, D. A. Multiplexed Echo Planar Imaging for sub-second whole brain fMRI and fast diffusion imaging. PLoS One. 5, e15710 (2010).
  26. Setsompop, K. Blipped-controlled aliasing in parallel imaging for simultaneous multislice echo planar imaging with reduced g-factor penalty. Magn Reson Med. 67 (5), 1210-1224 (2012).
  27. Xu, J. Highly accelerated whole brain imaging using aligned-blipped-controlled-aliasing multiband EPI. In Proceedings of the 20th Annual Meeting of ISMRM. 20, 2306 (2012).
  28. Glasser, M. F. The minimal preprocessing pipelines for the Human Connectome Project. Neuroimage. 80, 105-124 (2013).
  29. Free Surfer Software Suite. Harvard University. , Available from: http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu (2016).
  30. FSL. Software Library. , Available from: http://fsl.fmrib.ox.ac.uk (2016).
  31. Jenkinson, M., Bannister, P. R., Brady, J. M., Smith, S. M. Improved optimization for the robust and accurate linear registration and motion correction of brain images. NeuroImage. 17 (2), 825-841 (2002).
  32. Andersson, J. L., Skare, S., Ashburner, J. How to correct susceptibility distortions in spin-echo echo-planar images: application to diffusion tensor imaging. NeuroImage. 20 (2), 870-888 (2003).
  33. Andersson, J., Xu, J., Yacoub, E., Auerbach, E., Moeller, S., Ugurbil, K. A comprehensive Gaussian process framework for correcting distortions and movements in diffusion images. In Proceedings of the 20th Annual Meeting of ISMRM. 20, 2426 (2012).
  34. DSI Sudio. , Available from: http://dsi-studio.labsolver.org (2016).
  35. Yeh, F. C., Wedeen, V. J., Tseng, W. Y. Generalized q-sampling imaging. IEEE Trans Med Imaging. 29 (9), 1626-1635 (2010).
  36. Makris, N. Segmentation of subcomponents within the superior longitudinal fascicle in humans: a quantitative, in vivo DT-MRI study. Cereb Cortex. 15 (6), 854-869 (2005).
  37. Fernández-Miranda, J. C., Rhoton, A. L. Jr, Kakizawa, Y., Choi, C., Alvarez-Linera, J. The claustrum and its projection system in the human brain: a microsurgical and tractographic anatomical study. J Neurosurg. 108 (4), 764-774 (2008).
  38. Maier, M. A., Armand, J., Kirkwood, P. A., Yang, H. W., Davis, J. N., Lemon, R. N. Differences in the corticospinal projection from primary motor cortex and supplementary motor area to macaque upper limb motoneurons:an anatomical and electrophysiological study. Cereb. Cortex. 12, 281-296 (2002).
  39. Picard, N., Strick, P. L. Imaging the premotor areas. Curr. Opin. Neurobiol. 11, 663-672 (2001).
  40. Pakkenberg, B., Gundersen, H. J. G. Neocortical neuron number in humans: effect of sex and age. Journal of Comparative Neurology. 384 (2), 312-320 (1997).
  41. Geschwind, N. Disconnexion syndromes in animals and man. Brain. 88 (3), 237-294 (1965).
  42. Geschwind, N. Disconnexion syndromes in animals and man. Brain. 88 (3), 585-644 (1965).
  43. Goldman-Rakic, P. S. Topography of cognition: parallel distributed networks in primate association cortex. Annu Rev Neurosci. 11 (1), 137-156 (1988).
  44. Mesulam, M. M. From sensation to cognition. Brain. 121 (6), 1013-1052 (1998).
  45. Mesulam, M. Large-scale neurocognitive networks and distributed processing for attention, language, and memory. Ann Neurol. 28 (5), 597-613 (1990).
  46. Schmahmann, J. D., Pandya, D. N. Fiber pathways of the brain. 8, Oxford University Press. Oxford. 393-409 (2006).
  47. Bammer, R., Acar, B., Moseley, M. E. In vivo MR tractography using diffusion imaging. Eur J Radiol. 45 (3), 223-234 (2003).
  48. Catani, M., Howard, R. J., Pajevic, S., Jones, D. K. Virtual in vivo interactive dissection of white matter fasciculi in the human brain. Neuroimage. 17 (1), 77-94 (2002).
  49. Lin, C. P., Wedeen, V. J., Chen, J. H., Yao, C., Tseng, W. Y. I. Validation of diffusion spectrum magnetic resonance imaging with manganese-enhanced rat optic tracts and ex vivo phantoms. Neuroimage. 19 (3), 482-495 (2003).
  50. Bello, L., Acerbi, F., Giussani, C., Baratta, P., Taccone, P., Songa, V. Intraoperative language localization in multilingual patients with gliomas. Neurosurgery. 59 (1), 115-125 (2006).
  51. Bernstein, M. Subcortical stimulation mapping. J Neurosurg. 100 (3), 365 (2004).
  52. Ackermann, H., Riecker, A. The contribution(s) of the insula to speech production: a review of the clinical and functional imaging literature. Brain Struct Funct. 214, 419-433 (2010).
  53. Krainik, A. Role of the healthy hemisphere in recovery after resection of the supplementary motor area. Neurology. 62, 1323-1332 (2004).
  54. Ford, A., McGregor, K. M., Case, K., Crosson, B., White, K. D. Structural connectivity of Broca's area and medial frontal cortex. Neuroimage. 52, 1230-1237 (2010).
  55. Catani, M., Mesulam, M. M., Jakobsen, E., Malik, F., Martersteck, A., Wieneke, C., Thompson, C. K., Thiebaut de Schotten, M., Dell'Acqua, F., Weintraub, S., Rogalski, E. A novel frontal pathway underlies verbal fluency in primary progressive aphasia. Brain. 136, 2619-2628 (2013).
  56. Rech, F., Herbet, G., Moritz-Gasser, S., Duffau, H. Disruption of bimanual movement by unilateral subcortical electrostimulation. Human Brain Mapping Annual Meeting. 35 (7), 3439-3445 (2014).
  57. The Rhoton Collection. Login page. , Available from: http://rhoton.ineurodb.org/?page=21899 (2016).

Tags

Nörobilim Sayı 123 Ek motor alanı lif disseksiyonu difüzyon tensörü traktografisi üç boyutlu dokümantasyon beyaz cevher yolakları birliktelik fiberler komissural lifler projeksiyon lifleri
Ek Motor Alanında Fiber Bağlantıları Gözden Geçirildi: Fiber Disseksiyonu Metodolojisi, DTI ve Üç Boyutlu Dokümantasyon
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bozkurt, B., Yagmurlu, K.,… More

Bozkurt, B., Yagmurlu, K., Middlebrooks, E. H., Cayci, Z., Cevik, O. M., Karadag, A., Moen, S., Tanriover, N., Grande, A. W. Fiber Connections of the Supplementary Motor Area Revisited: Methodology of Fiber Dissection, DTI, and Three Dimensional Documentation. J. Vis. Exp. (123), e55681, doi:10.3791/55681 (2017).

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