鳴禽類における聴覚刺激と機能的磁気共鳴画像法（fMRI）
Summary
この記事では、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を使用して鳴き脳の聴覚刺激の神経基質のイメージングのための最適化された手順を示している。これは、音刺激の準備、被写体の位置決めとfMRIのデータの取得とその後の分析を説明しています。
Abstract
小鳥のさえずりの神経生物学は、人間の音声のためのモデルとして、行動の神経科学の研究の顕著な領域です。電気生理学、分子アプローチが異なるいくつかのニューロンに刺激、または脳の大部分で1つの刺激のどちらかの調査を可能にするのに対し、血液酸素化レベル依存（BOLD）機能的磁気共鳴画像法（fMRI）が両方の長所を組み合わせることができ、神経の活性を比較し、すなわち一度に脳全体に様々な刺激によって誘発される。鳴禽類におけるfMRIのは、それらの脳のサイズが小さいと、その骨と特に彼らの頭蓋骨が重要感受性アーティファクトを誘発する、数多くのエアキャビティを備えているため困難である。グラディエントエコー（GE）BOLD fMRIのは正常鳴禽1-5（審査のために、6を参照）に適用されている。これらの研究は、感受性アーチファクトのない領域であり、プライマリとセカンダリの聴覚脳領域、に焦点を当てた。しかし、プロシージャ興味のあるS字は、これらの地域を超えて発生する可能性があり、脳全体BOLD fMRIのは、これらの成果物の影響を受けにくいMRIシーケンスを使用して必要とされる。これは、スピンエコー（SE）BOLD fMRIの7,8を使用することによって達成することができる。本稿では、広範囲に鳥の鳴き声の行動の神経科学で研究15〜25グラムの体重の小さな小鳥であるキンカチョウ（Taeniopygiaののguttata）、この手法を使用する方法について説明します。小鳥にfMRIの研究の主なトピックは、曲の知覚と歌学習です。 SEの弱いBOLD感度（GEと比較して）ベースのfMRIのシーケンスと組み合わせ刺激の聴覚性質は、この技術の実装は非常に困難になります。
Protocol
1。聴覚刺激の調製最初7T MRシステムの穴の内側に再生されている間に音刺激を記録します。ボアは、特定の聴覚周波数の強化の結果聴覚刺激を歪めることができる限られたスペースである。として磁石内に鳥の頭の位置で行われたホワイトノイズの我々の録音が示す周波数が拡張され、抑制され図1に示すように 、使用して穴光ファイバー·マイク（Optimic 1160…
Representative Results
我々はここに視覚的にキンカチョウの脳内の聴覚刺激の神経基質の成功のイメージングのための手順の最適化されたシーケンスを提示した。ブロックパラダイム（ 図2）のON / OFFに組み込むことができ、脳の差動反応を引き起こす可能性が音圧レベルの電位差をなくすために正規化される刺激における聴覚刺激の結果を調製するため、まず、記載された手順。 MRIは磁石のボア…
Discussion
本稿では、麻酔キンカチョウにおける聴覚刺激の神経基質の生体内での詳細な特性評価のために最適化されたプロトコルを記述します。
提示プロトコルに沿って、BOLD fMRIのを使用して、動物における脳機能の活性化研究の大半は、取得時に動物をanaesthetize。調査期間中に磁石環境とスキャナノイズにそれらを慣らすためのトレーニング動物も可能ではなく、時間?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、研究財団からの補助金によって支えられて – フランダース（FWO、プロジェクト人数G.0420.02とG.0443.11N）、ヘラクレス財団（助成人数AUHA0012）、アントワープ大学の協調研究アクション（GOA資金調達）、および部分的にECが後援 – FP6プロジェクトDIMI、LSHB-CT-2005から512146とEC – FP6プロジェクトEMIL LSHC-CT-2004から503569 A.VdLに。フランダース（FWO） – G.DGとCPは研究財団のポスドクフェローである。
Materials
| Name of the reagent/equipment | Company | Catalogue 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/ |
References
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Cite This Article
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).