FMRI simultânea e Eletrofisiologia no cérebro de roedores
Summary
Nós desenvolvemos um método para ressonância magnética funcional simultânea e gravação eletrofisiológicas no cérebro de roedores, proporcionando uma plataforma para a investigação da relação entre a atividade neural e sinalizar o nível de oxigenação do sangue (BOLD) dependente de ressonância magnética.
Abstract
Para examinar a base neural do nível de oxigenação do sangue dependente (BOLD) ressonância magnética do sinal (MRI), desenvolvemos um modelo de roedores nos quais dados de MRI e funcional<em> In vivo</em> Gravação intracortical podem ser realizadas simultaneamente. A combinação de gravação de ressonância magnética e elétrica é um desafio técnico, pois os eletrodos usados para gravação de distorcer as imagens de ressonância magnética e ressonância magnética induz a aquisição de ruído na gravação elétrica. Para minimizar a interferência mútua das duas modalidades, microeletrodos de vidro foram usados ao invés de metal e um algoritmo de remoção de ruído foi implementado para os dados de eletrofisiologia. Em nossos estudos, dois microeletrodos foram implantados em separado bilateral primária córtex somatosensorial (SI) do rato e fixos no lugar. Uma fatia coronal cobrindo as pontas eletrodo foi selecionado para a ressonância magnética funcional. Eixos e posições de fixação de eletrodos não foram incluídos na fatia imagem para evitar artefatos de imagem. O couro cabeludo removido foi substituído por creme dental para reduzir e prevenir a incompatibilidade susceptibilidade artefatos Gibbs toque nas imagens. A estrutura artefato induzido nas gravações elétricas por campos magnéticos em rápida mudança na aquisição da imagem foi caracterizado pela média de todos os ciclos de varreduras para cada execução. A estrutura de ruído durante a imagem foi então subtraído gravações originais. Os cursos tempo denoised foram então usados para posterior análise em combinação com os dados fMRI. Como exemplo, a aquisição simultânea foi utilizado para determinar a relação entre sinais BOLD fMRI espontânea e banda limitada atividade intracortical elétrica. FMRI e gravação simultânea eletrofisiológicas no roedor irá fornecer uma plataforma para muitas aplicações interessantes em neurociências, além de elucidar a relação entre o sinal de fMRI BOLD ea atividade neuronal.
Protocol
Discussion
A gravação eletrofisiológicos e fMRI BOLD são separadamente bem desenvolvido técnicas. No entanto, ao mesmo tempo de gravação e imagem é um desafio devido à interferência mútua 2 das duas modalidades. Aqui nós fornecemos uma solução possível para experimentos combinados no roedor. O método modificado de implante de eletrodos minimiza influência sobre a qualidade da imagem, ea remoção de artefatos para as gravações elétrica é necessário remover o ruído induzido pela aquisição da imag…
Acknowledgements
O trabalho foi suportado pelo NIH um R21NS057718-01.
References
- Gruetter, R. Automatic, localized in vivo adjustment of all first- and second-order shim coils. Magn Reson Med. 29 (6), 804-804 (1993).
- Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M. Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal. Nature. 412 (6843), 150-150 (2001).
- 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).
