Summary

齧歯類の脳における同時fMRIと電気生理学

Published: August 19, 2010
doi:

Summary

我々は、神経活動と血中酸素レベル依存(BOLD)MRI信号との関係の調査のためのプラットフォームを提供し、齧歯類の脳における同時機能的磁気共鳴イメージングと電気生理学的記録法を開発した。

Abstract

血中酸素レベル依存(BOLD)磁気共鳴画像(MRI)信号の神経基盤を調べるために、我々は、機能的MRIデータの齧歯類モデルを開発し、<em> in vivoで</em>皮質内の記録を同時に行うことができます。録音のために使用される電極は、MRI画像とMRI買収を歪めるためMRIと電気録音の組み合わせが技術的に困難であり、電気録音にノイズを誘導する。 twoモダリティの相互干渉を最小限に抑えるために、ガラス微小電極は、金属ではなく、使用され、ノイズ除去アルゴリズムは、電気生理学的データのために実装されました。我々の研究では、2つの微小電極を別々にラットの二国間の一次体性感覚野(SI)に移植したとの場所に固定。電極チップを覆う1つの冠状スライスは、機能的MRIに選ばれた。電極シャフトと固定位置は、画像アーチファクトを避けるために、画像のスライスに含まれていませんでした。削除された頭皮は、感受性のミスマッチを低減し、画像にギブスリンギングアーチファクトを防ぐために歯磨き粉に置き換えられました。画像取得中に急速にスイッチング磁場によって電気録音で誘導される成果物の構造は、実行するたびにスキャンのすべてのサイクルを平均することにより特徴づけられた。撮影時のノイズの構造は、元の録音から減算した。 denoised時間のコースは、fMRIのデータと組み合わせて、さらなる分析のために使用されていました。例として、同時取得は自発的なfMRIのBOLD信号と帯域制限された皮質の電​​気的活動との関係を決定するために使用されていました。同時fMRIとげっ歯類における電気生理学的記録は、fMRIのBOLD信号と神経活動の関係を解明することに加えて神経科学の多くのエキサイティングなアプリケーションのためのプラットフォームを提供します。

Protocol

1。これは、非生存手術です。最初のステップは、電極の移植です。この例では、電極は、両半球の一次体性感覚野の前足領域に注入されます。 2パーセントイソフルランと定位手術システム上で所定の位置に修正とラット(雄性SDラット、200〜300 g)を麻酔。手術を開始する前に、動物がよく麻酔で、つま先のピンチへの応答を示さないことを確認してください。頭皮を開く前に毛?…

Discussion

電気生理学的記録とBOLD fMRIの両方が別々によく発達した手法です。しかし、同時に録音し、イメージングには2つのモダリティの相互干渉2のため困難である。ここでは、げっ歯類での複合実験のための可能な解決策を提供します。電極の注入の変更方法は、画像の品質に影響を最小限に抑え、電気録音のアーティファクト除去は、画像取得により誘導されるノイズを除去する必要があ…

Acknowledgements

作品は、NIH 1 R21NS057718 – 01によってサポートされていました。

Riferimenti

  1. Gruetter, R. Automatic, localized in vivo adjustment of all first- and second-order shim coils. Magn Reson Med. 29 (6), 804-804 (1993).
  2. Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M. Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal. Nature. 412 (6843), 150-150 (2001).
  3. Nir, Y., Fisch, L., Mukamel, R. Coupling between neuronal firing rate, gamma LFP, and BOLD fMRI is related to interneuronal correlations. Curr Biol. 17 (15), 1275-1275 (2007).
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Citazione di questo articolo
Pan, W., Thompson, G., Magnuson, M., Majeed, W., Jaeger, D., Keilholz, S. Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain. J. Vis. Exp. (42), e1901, doi:10.3791/1901 (2010).

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