Name: Resonancia magnética funcional (fMRI) con estimulación auditiva en Songbirds (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-06-03T08:56:00.000+00:00
Duration: 13 min 5 s
Description: Aprende a realizar resonancia magnética funcional en aves canoras para estudiar el procesamiento auditivo no invasivo. Este método permite visualizar la actividad cerebral en respuesta a estímulos sonoros en Taeniopygia guttata.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Esta investigación fue financiada por becas de la Fundación de Investigación - Flandes (FWO, proyecto N º G.0420.02 y G.0443.11N), la Fundación Hércules (subvención Nr AUHA0012), acciones concertadas de investigación (financiación GOA) de la Universidad de Amberes, y en parte patrocinado por la CE - 6PM proyecto Dimi, LSHB-CT-2005 hasta 512146 y CE - 6PM proyecto EMIL LSHC-CT-2004-503569 de A.VdL. G.DG y CP son Postdoctorales de la Fundación de Investigación - Flandes (FWO).

1. Preparación de los estímulos auditivos <ol><li> Primera grabar el sonido-estímulos mientras se está reproduciendo en el interior del ánima del sistema MR 7T. El agujero es de un espacio confinado que puede distorsionar los estímulos auditivos que resultan en la mejora de ciertas frecuencias auditivas. Figura 1 muestra las frecuencias mejorado y suprimido como se muestra por nuestras grabaciones de ruido blanco hecho en la ubicación de la cabeza del ave dentro de la cavidad del imán utilizando un micrófono de fibra óptica (Optimic 1160, Optoacoustics). Para compensar esta mejora artificial, una función de ecualizador se aplica a cada estímulo usando software de WaveLab. Para nuestra configuración en particular, la función se compone de un núcleo gaussiano con los siguientes parámetros: la amplitud máxima:-20dB, centrada en 3750 Hz, anchura: 0,05 octavas (correspondiente a la gama de 2,500-5,000 Hz para nuestro sistema). </li><li> Los estímulos de canciones se componen de varios motivos de canciones individuales de cada ave intercalados con períodos de silencio. El dración de estos períodos de silencio se ajusta para mantener la cantidad total de sonido y el silencio idénticas para todos los estímulos. Esta construcción conserva la variabilidad intra-individual e inter-individual natural de duración de la canción. La longitud total de cada estímulo es 16 seg. La intensidad de cada canción se normaliza en términos de emparejado raíz cuadrada de la media y filtrado paso alto a 400 Hz antes de ser integrado en el estímulo completa (canción y períodos de silencio). Estas manipulaciones se realizaron utilizando el software Praat. </li><li> El experimento consiste en un ON / OFF de diseño alternando periodos de estimulación auditiva bloque (en los bloques) con períodos de reposo (apagado bloques) (Figura 2). Cada bloque (ON y OFF) dura 16 segundos, que corresponde al tiempo de adquisición de imágenes 2 (ver más abajo para la adquisición). Cada tipo de estímulo se presenta 25 veces, lo que resulta en la adquisición de 50 imágenes por estímulo y por sujeto. El orden de presentación de las condiciones que debe ser al azar dentro y entresujetos. Esta orden aleatorio de los estímulos puede ser codificado en el software de presentación. </li></ol> 2. Asunto Preparación 2.1 Sujeto y el tamaño del grupo Aquí presentamos un protocolo adaptado específicamente para el uso de (adulto) pinzones cebra. La elección de la especie depende de la pregunta científica. Sin embargo, otras consideraciones como la robustez de aves a la anestesia también pueden tenerse en cuenta. Zebra pinzones (Taeniopygia guttata) deben ser alojados en aviarios bajo una luz de 12 horas: 12 horas de oscuridad y tener acceso a alimentos y agua ad libitum durante todo el estudio. El número mínimo de personas por experimento es 15. Este número tiene en cuenta la sensibilidad de la fMRI de espín-eco y la variabilidad inter-individual natural de los fenómenos biológicos medidos en el experimento. 2.2 Instalación de la instalación y preparación del animal (Para la especificaciónde los equipos utilizados, nos referimos a la lista de reactivos y equipos específicos al final de este artículo) <ol><li> Instale la máscara de pico en la cama de un sistema MRI MR 7T y conectarlo al dispositivo de control de gas con tubos de plástico. Abra las botellas de gas de nitrógeno y oxígeno y conectar el dispositivo de control de gas (oxígeno Caudal: 200 cc / min; nitrógeno: 400 cc / min). </li></ol> Como se mencionó anteriormente, un sistema de RM 7T se utiliza en la configuración presentada. Otros sistemas de MR con diferentes intensidades de campo son también posibles, pero al 7T se alcanza un buen compromiso entre la relación de señal-a-ruido y el grado de artefactos de susceptibilidad (véase la discusión). A intensidades de campo más altas, la relación de señal-a-ruido aumentará junto con el grado de artefactos de susceptibilidad. <ol start="2"><li> Encienda el sistema controlado por retroalimentación y el dispositivo de flujo de aire caliente. </li><li> Anestesiar el pinzón cebra con el 3% de isoflurano en una mezcla de oxígeno y nitrógeno mediante la introducción de su picoen la máscara y mantener la cabeza hacia abajo hasta que el ave está totalmente anestesiado. Esto puede ser verificada mediante tirando suavemente el pie: cuando el ave está completamente sedado el pie no se retraerá por el ave. Además, los ojos de las aves serán parcialmente cerrados. </li><li> Introducir la sonda de temperatura cloacal para detectar la temperatura del cuerpo y controlar el ritmo de la respiración mediante la colocación de un sensor neumático debajo del vientre pinzón cebra. Cierre la chaqueta para frenar el cuerpo del ave (Figura 3). </li><li> Mantener la tasa de respiración dentro del rango 40 - 100 respiraciones por minuto y mantener constante la temperatura corporal dentro de un estrecho rango de 40 ± 0,5 ° C. Cuando el rango de la respiración es demasiado baja / alta, ajuste el nivel de la anestesia (% isoflurano) en consecuencia. Cuando el problema persiste, el experimento debe ser detenido y el animal retira de la configuración con el fin de recuperar. </li><li> Coloque los altavoces dinámicos no magnéticos en ambos lados de la cabeza y con pinzón cebraellos conecte al amplificador. Asegúrese de que los cables de los altavoces son dirigidos lejos de la sonda de temperatura, ya que puede influir en la lectura de la temperatura cuando se acerca demasiado. </li><li> Coloque la bobina RF de superficie en la parte superior de la cabeza y el pinzón posición del pinzón cebra en el centro del imán (y de forma automática el centro de la bobina de transmisión, que está situado en el centro del imán) cebra. </li><li> Reducir el nivel de anestesia a 1,5% de isoflurano mezclado con oxígeno y nitrógeno. </li></ol> 3. Adquisición de Datos <ol><li> Adquirir un conjunto de 1 sagital, 1 horizontal y 1 image explorador (GE) de eco de gradiente coronal (tri-piloto de la secuencia) y conjuntos de imágenes multi-corte horizontal, coronal y sagital (pilotaje en T2 adquisición rápida relajación mejorada ( RARO) secuencia SE) para determinar la posición del cerebro en el imán (Figura 4). </li><li> Reducir el ruido de los gradientes aumentando sus tiempos de rampa a 1000 ms. </li> &lt;li&gt; Preparar la secuencia de fMRI: RARE secuencia T 2 ponderada, eficaz TE: 60 ms, TR: 2000 ms, el factor RARE: 8, FOV: 16 mm, tamaño de la matriz: 64 x 32, orientación: sagital, grosor de corte: 0,75 mm, Inter-slice espesor de cámara: 0,05 mm, 15 rebanadas cubren casi todo el cerebro (Figura 4). </li><li> Seleccione el protocolo auditiva (estímulos auditivos y el calendario de entrega de estímulo) en el software de presentación. Este protocolo consiste en una secuencia de comandos - para la iniciación de estímulos auditivos específicos - que se ejecutan en un escaneo de número específico. En cada repetición de la secuencia de resonancia magnética funcional, el software del escáner enviará un disparador para el software de presentación auditiva que a su vez registra el número de exploración y ejecuta el comando correspondiente. </li><li> Para asegurarse de que el software de presentación auditiva no se le escapa ningún disparo desde el escáner, el protocolo auditiva se inicia por primera vez. Una vez que el protocolo está completamente cargado, se inicia la secuencia de resonancia magnética funcional. </li><li> Cada experimento fMRI es precedida por la adquisición de 12 imágenes ficticias para permitir que la señal atribuida al ruido del escáner para llegar a un estado estable antes de comenzar la estimulación auditiva. </li><li> Después de la adquisición de cero a llenar los datos a 64 x 64. </li><li> Echa un primer vistazo (preliminar) de los resultados utilizando la herramienta funcional de Paravision (opcional Processing / Imágenes Funcionales). Calcular la respuesta BOLD diferencial entre todos en los bloques y la línea de base (OFF bloques). Este análisis da una primera indicación de la calidad del experimento. Si la activación no se ve en las áreas auditivas primarias en esta etapa, el ave tenía probablemente no escuchar / procesa los estímulos auditivos debido a problemas técnicos con la presentación del estímulo, nivel de anestesia, etc La configuración debe ser verificada y la medición repetida. </li><li> Ejecutar una secuencia RARE 3D anatómica en T2 en la misma orientación que las resonancias magnéticas anteriores y con TE efectiva: 60 ms, TR: 2000 ms, el factor RARE: 8, FOV: 16 mm, tamaño de la matriz: 256 x 128 x 64. </li><li> Cero-llenar los datos a 256 x 256 x 256. </li><li> Tome el pinzón cebra de la cama MRI y dejar que se recupere de la anestesia en una jaula en una luz roja. Normalmente, la recuperación de un pinzón cebra después de la anestesia con isoflurano va relativamente rápido (máximo 5 minutos). Después de sólo unos minutos, los pájaros van a tratar de ponerse de pie y una vez que está totalmente recuperado del ave, que se posan en una rama en vez de sentarse en la parte inferior de la jaula. La duración de la anestesia es de aproximadamente 2 h durante el presente experimento. El tiempo máximo de la anestesia isoflurano aplica a los pinzones cebra en nuestro laboratorio es de 6 horas, después de lo cual las aves también se recuperaron dentro de los 5 min. </li></ol> 4. Proceso de datos <ol><li> Convertir el MR-data en Analizar o en formato Nifti. </li><li> Debido a SPM ha sido desarrollado para procesar datos de la fMRI adquiridos en los seres humanos, que es para los voxels de alrededor de 2 mm. Numerosos ajustes SPM se adaptan a este tamaño voxel aproximada. Si uno no wANT para cambiar todos estos parámetros, la forma más sencilla de proceder es aumentar artificialmente el tamaño de voxel de datos de la fMRI aves. Ajuste el tamaño de voxel en la cabecera de multiplicar el tamaño de voxel real por 10 usando MRIcro. Cabe señalar, que tal ajuste no influye en los datos en sí misma, sin remuestreo o cualquier otra modificación se aplica a los datos. </li></ol> Una alternativa a esto es el uso de &#39;SPMMouse &quot;, que es una caja de herramientas que permite SPM para abrir y analizar archivos de cualquier dimensión voxel. La herramienta permite a los GDS &#39;cerebros&#39; de vidrio que se crean a partir de cualquier imagen y ajusta automáticamente las escalas de longitud por defecto basados ​​en los encabezados de los archivos de imagen o datos introducidos por el usuario. Por lo tanto, esta caja de herramientas funciona en el sentido contrario de lo que nos proponemos. En lugar de cambiar el tamaño de voxel de las imágenes que se ajustan en SPM, la configuración predeterminada de SPM se cambian el uso de imágenes con diferentes tamaños de voxel. <ol start="3"><li> Vuelva a alinear los datos de la fMRI. Co-registro del conjunto de datos anatómicos en 3D para tque series de tiempo fMRI. Normalizar los datos en 3D (y la serie temporal fMRI co-registrado) el pinzón cebra resonancia magnética del cerebro atlas. Aplicar la matriz de transformación para el conjunto de datos fMRI. Todo esto se puede hacer usando Estadística Parametric Mapping (SPM) 8 software. </li><li> Suavizar los datos con un ancho de 0,5 mm de núcleo gaussiano utilizando SPM8. </li><li> Llevar a cabo análisis estadísticos basados ​​en voxel utilizando SPM8. Modelo de los datos como un cuadro-car (sin función de respuesta hemodinámica). Estimar los parámetros del modelo con el restringido algoritmo clásico de máxima verosimilitud. Calcule el efecto medio de cada estímulo auditivo en cada materia (análisis de efectos fijos) y luego calcular las estadísticas de los deseados grupo de análisis (análisis de efectos mixtos). </li><li> Proyectar el mapa estadístico paramétrico en el pinzón cebra atlas (Figura 5) 9 en SPM8 para localizar las activaciones funcionales (Figura 6). </li></ol>

<ol><li>Van Meir, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+properties+of+the+BOLD+response+in+the+songbirds%27+auditory+circuit+during+a+variety+of+listening+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal properties of the BOLD response in the songbirds' auditory circuit during a variety of listening tasks.</a> Neuroimage. 25, 1242-1255 (2005).</li>
<li>Boumans, T., Theunissen, F. E., Poirier, C., Van Der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+representation+of+spectral+and+temporal+features+of+song+in+the+auditory+forebrain+of+zebra+finches+as+revealed+by+functional+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22The+European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neural representation of spectral and temporal features of song in the auditory forebrain of zebra finches as revealed by functional MRI.</a> The European Journal of Neuroscience. 26, 2613-2626 (2007).</li>
<li>Boumans, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+magnetic+resonance+imaging+in+zebra+finch+discerns+the+neural+substrate+involved+in+segregation+of+conspecific+song+from+background+noise%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Functional magnetic resonance imaging in zebra finch discerns the neural substrate involved in segregation of conspecific song from background noise.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 931-938 (2008).</li>
<li>Boumans, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+of+auditory+responses+in+the+zebra+finch+forebrain+reveals+a+hierarchical+organisation+based+on+signal+strength+but+not+selectivity%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Functional MRI of auditory responses in the zebra finch forebrain reveals a hierarchical organisation based on signal strength but not selectivity.</a> PloS ONE. 3, e3184(2008).</li>
<li>Vignal, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+brain+hemodynamic+changes+in+a+songbird%3A+responses+to+hypercapnia+measured+with+functional+MRI+and+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Measuring brain hemodynamic changes in a songbird: responses to hypercapnia measured with functional MRI and near-infrared spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 53, 2457-2470 (2008).</li>
<li>Van der Linden, A., Van Meir, V., Boumans, T., Poirier, C., Balthazart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+in+small+brains+displaying+extensive+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Neurosciences%22%5BJournal%5D)">MRI in small brains displaying extensive plasticity.</a> Trends in Neurosciences. 32, 257-266 (2009).</li>
<li>Poirier, C., Van der Linden, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spin+echo+BOLD+fMRI+on+songbirds%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Spin echo BOLD fMRI on songbirds.</a> Methods Mol. Biol. 771, 569-576 (2011).</li>
<li>Poirier, C., Verhoye, M., Boumans, T., Van der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implementation+of+spin-echo+blood+oxygen+level-dependent+%28BOLD%29+functional+MRI+in+birds%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Implementation of spin-echo blood oxygen level-dependent (BOLD) functional MRI in birds.</a> NMR in Biomedicine. 23, 1027-1032 (2010).</li>
<li>Poirier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+three-dimensional+MRI+atlas+of+the+zebra+finch+brain+in+stereotaxic+coordinates%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">A three-dimensional MRI atlas of the zebra finch brain in stereotaxic coordinates.</a> Neuroimage. 41, 1-6 (2008).</li>
<li>Zhao, F., Wang, P., Kim, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+depth-dependent+gradient-echo+and+spin-echo+BOLD+fMRI+at+9.4T%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cortical depth-dependent gradient-echo and spin-echo BOLD fMRI at 9.4T.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 51, 518-524 (2004).</li>
<li>Harel, N., Lin, J., Moeller, S., Ugurbil, K., Yacoub, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+imaging-histological+study+of+cortical+laminar+specificity+of+fMRI+signals%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Combined imaging-histological study of cortical laminar specificity of fMRI signals.</a> NeuroImage. 29, 879-887 (2006).</li>
<li>Duong, T. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microvascular+BOLD+contribution+at+4+and+7+T+in+the+human+brain%3A+gradient-echo+and+spin-echo+fMRI+with+suppression+of+blood+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Microvascular BOLD contribution at 4 and 7 T in the human brain: gradient-echo and spin-echo fMRI with suppression of blood effects.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 1019-1027 (2003).</li>
<li>Lee, S. P., Silva, A. C., Ugurbil, K., Kim, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion-weighted+spin-echo+fMRI+at+9.4+T%3A+microvascular%2Ftissue+contribution+to+BOLD+signal+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Diffusion-weighted spin-echo fMRI at 9.4 T: microvascular/tissue contribution to BOLD signal changes.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 42, 919-928 (1999).</li>
<li>Uludag, K., Muller-Bierl, B., Ugurbil, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrative+model+for+neuronal+activity-induced+signal+changes+for+gradient+and+spin+echo+functional+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">An integrative model for neuronal activity-induced signal changes for gradient and spin echo functional imaging.</a> NeuroImage. 48, 150-165 (2009).</li>
<li>Yacoub, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spin-echo+fMRI+in+humans+using+high+spatial+resolutions+and+high+magnetic+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Spin-echo fMRI in humans using high spatial resolutions and high magnetic fields.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 49, 655-664 (2003).</li>
<li>Keilholz, S. D., Silva, A. C., Raman, M., Merkle, H., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+of+the+rodent+somatosensory+pathway+using+multislice+echo+planar+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Functional MRI of the rodent somatosensory pathway using multislice echo planar imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 55, 316-324 (2006).</li>
<li>Keilholz, S. D., Silva, A. C., Raman, M., Merkle, H., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+of+the+rodent+somatosensory+pathway+using+multislice+echo+planar+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%3A+Official+Journal+of+the+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine+%2F+Society+of+Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Functional MRI of the rodent somatosensory pathway using multislice echo planar imaging.</a> Magnetic Resonance in Medicine: Official Journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 52, 89-99 (2004).</li>
<li>Goloshevsky, A. G., Silva, A. C., Dodd, S. J., Koretsky, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BOLD+fMRI+and+somatosensory+evoked+potentials+are+well+correlated+over+a+broad+range+of+frequency+content+of+somatosensory+stimulation+of+the+rat+forepaw%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">BOLD fMRI and somatosensory evoked potentials are well correlated over a broad range of frequency content of somatosensory stimulation of the rat forepaw.</a> Brain Research. 1195, 67-76 (2008).</li>
<li>Kida, I., Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus+frequency+dependence+of+blood+oxygenation+level-dependent+functional+magnetic+resonance+imaging+signals+in+the+somatosensory+cortex+of+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Research%22%5BJournal%5D)">Stimulus frequency dependence of blood oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging signals in the somatosensory cortex of rats.</a> Neuroscience Research. 62, 25-31 (2008).</li>
<li>Poirier, C., Boumans, T., Verhoye, M., Balthazart, J., Van der Linden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Own-song+recognition+in+the+songbird+auditory+pathway%3A+selectivity+and+lateralization%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%3A+The+Official+Journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Own-song recognition in the songbird auditory pathway: selectivity and lateralization.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 29, 2252-2258 (2009).</li>
<li>Poirier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Own+song+selectivity+in+the+songbird+auditory+pathway%3A+suppression+by+norepinephrine%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Own song selectivity in the songbird auditory pathway: suppression by norepinephrine.</a> PloS ONE. 6, e20131(2011).</li>
<li>Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M., Trinath, T., Oeltermann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+investigation+of+the+basis+of+the+fMRI+signal%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal.</a> Nature. 412, 150-157 (2001).</li>
</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

En este reporte se describe un protocolo optimizado para la detallada caracterización in vivo de sustratos neurales de estimulación auditiva en los pinzones cebra anestesiados. De acuerdo con el protocolo presentado, la mayoría de los estudios de activación cerebral funcionales en animales utilizando fMRI BOLD, anestesiar a los animales durante la adquisición. Animales de capacitación para acostumbrarlos al entorno imán y el ruido del escáner durante los períodos de estudio también ...

<table><tbody><tr><td>Anestésico isoflurano</td><td>Isoflo</td><td>05260-05</td><td></td></tr><tr><td>Hardware/software PC-Sam</td><td>SA-Instruments</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.i4sa.com&quot; target=&quot;_blank">http://www.i4sa.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Sistema de monitorización y sincronización</td><td></td><td>1025</td><td></td></tr><tr><td>Sistema calefactor para roedores pequeños compatible con RM</td><td></td><td></td><td>Modelo 1025 compatible</td></tr><tr><td>Sonda de temperatura rectal</td><td></td><td>RTP-102B</td><td>7'', 0.044'' </td></tr><tr><td>Escáner de RM de 7 T</td><td>Bruker Biospin</td><td>PHS 70/16</td><td></td></tr><tr><td>Software Paravision</td><td></td><td>5.1</td><td></td></tr><tr><td>Inserto de gradiente</td><td></td><td>BGA9S</td><td>400 mT/m, 300A, 500V</td></tr><tr><td>Amplificadores de gradiente</td><td>Copley Co., USA</td><td>C256</td><td></td></tr><tr><td>Resonadores de transmisión</td><td></td><td></td><td>Diámetro interno: 72 mm, solo transmisión, desacoplado activo</td></tr><tr><td>Antena receptora - Cabeza de ratón cuadratura de 20 mm</td><td></td><td></td><td>Solo recepción, desacoplado activo</td></tr><tr><td>Software WaveLab</td><td>Steinberg</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software Praat</td><td>Paul Boersma, Universidad de Ámsterdam</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.praat.org&quot; target=&quot;_blank">http://www.praat.org&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Altavoces dinámicos no magnéticos</td><td>Visation, Alemania</td><td>HK 150</td><td></td></tr><tr><td>Microfóno de fibra óptica</td><td>Optoacoustics,</td><td>Optimic 1160</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador de sonido</td><td>Phonic corporation</td><td>MM 1002a</td><td></td></tr><tr><td>Software Presentation</td><td>Neurobehavioral Systems Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRIcro</td><td>Chris Rorden</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/&quot; target=&quot;_blank">http://www.cabiatl.com/mricro/mricro/&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Mapeo Paramétrico Estadístico (SPM)</td><td>Centro Welcome Trust para Neuroimagen</td><td>8</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/&quot; target=&quot;_blank">http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

resonancia magnética funcional (fmri) con estimulación auditiva en songbirds

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

La neurobiología del canto de los pájaros, como un modelo para el habla humana, es una zona marcada de la investigación en neurociencia conductual. Mientras que los enfoques de electrofisiología y moleculares permiten la investigación de cualquiera de los diferentes estímulos en pocas neuronas, o un estímulo en grandes partes del cerebro, el nivel de oxigenación de la sangre dependiente (BOLD), la resonancia magnética funcional (fMRI) permite combinar ambas ventajas, es decir, comparar la activación neural inducida por diferentes estímulos en todo el cerebro a la vez. fMRI en pájaros cantores es difícil debido al pequeño tamaño de sus cerebros y porque sus huesos y especialmente de su cráneo comprenden numerosas cavidades de aire, provocando importantes artefactos de susceptibilidad. Gradiente eco (GE) BOLD fMRI se ha aplicado con éxito a los pájaros cantores 1-5 (para una revisión, ver 6). Estos estudios se centraron en las áreas cerebrales auditivas primarias y secundarias, que son regiones libres de artefactos de susceptibilidad. Sin embargo, debido a proccesos de interés pueden producirse más allá de estas regiones, se requiere toda BOLD fMRI del cerebro usando una secuencia de MRI menos susceptibles a estos artefactos. Esto se puede lograr mediante el uso de eco de espín (SE) BOLD fMRI 7,8. En este artículo se describe cómo utilizar esta técnica en los pinzones cebra (Taeniopygia guttata), que son pequeños pájaros con un peso corporal de 15 a 25 g ampliamente estudiado en neurociencias del comportamiento de los pájaros. El tema principal de los estudios de resonancia magnética funcional en los pájaros cantores es la percepción de la canción y aprendizaje de la canción. La naturaleza auditiva de los estímulos combinados con la débil sensibilidad BOLD de SE (en comparación con GE) basadas en secuencias de resonancia magnética funcional hace que la aplicación de esta técnica muy difícil.

<html> Nosotros aquí presentamos visualmente una secuencia optimizada de los procedimientos de formación de imágenes exitosa de sustratos neurales de los estímulos auditivos en el cerebro del pinzón cebra. En primer lugar, el procedimiento descrito para la preparación de los estímulos auditivos resultados en los estímulos que se puede incorporar en un ON / OFF paradigma bloque (Figura 2) y que se normalizan para eliminar las posibles diferencias en nivel de presión de sonido que podría evocar una respues...

En este artículo se muestra un procedimiento optimizado para obtener imágenes de los sustratos neurales de estimulación auditiva en el cerebro de un pájaro usando resonancia magnética funcional (fMRI). Se describe la preparación de los estímulos de sonido, el posicionamiento del sujeto y la adquisición y el análisis posterior de los datos de resonancia magnética funcional.

Resonancia magnética funcional (fMRI) con estimulación auditiva en Songbirds

La neurobiología del canto de las aves, como modelo del habla humana, es un área de investigación destacada en la neurociencia conductual. Mientras que la electrofisiología y...

El objetivo general de este procedimiento es demostrar un protocolo optimizado para la visualización exitosa de la percepción y el procesamiento del sonido en regiones auditivas y de control del canto en el cerebro del pájaro cantor. Mediante resonancia magnética funcional, esto se logra primero preparando estímulos auditivos de buena calidad, que pueden incorporarse a un paradigma de bloques alternados (encendido-apagado) para presentarlos al pájaro durante el escaneo mediante resonancia magnética funcional o FMRI. El segundo paso consiste en preparar al pájaro para el escaneo anestesiándolo primero y luego colocándolo sobre una camilla adaptada para animales, la cual posteriormente se coloca dentro del orificio del escáner de RM. A continuación, pueden adquirirse imágenes de FMRI durante la estimulación auditiva.El paso final consiste en preprocesar los datos de RM adquiridos, incluyendo la normalización de las imágenes al atlas del pinzón cebra. En última instancia, se utiliza un análisis estadístico basado en vóxeles para permitir la visualización de los resultados obtenidos y localizar las activaciones cerebrales inducidas por los estímulos auditivos. La principal ventaja de e

functional-magnetic-resonance-imaging-fmri-with-auditory-stimulation

Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

El procesamiento auditivo es la base de la expresión y el procesamiento relacionado con la música. Estimulación Magnética Transcraneal (TMS) se ha utilizado con éxito para estudiar los sistemas cognitivos, sensoriales y motoras, pero rara vez se ha aplicado a la audición. Aquí investigamos TMS combinado con resonancia magnética funcional para comprender la organización funcional de la corteza auditiva.

Mapeo de las secuelas de la theta ráfaga de estimulación sobre la corteza auditiva humana con imágenes funcionales

Una técnica se describe en términos generales para la apertura de la barrera sangre-cerebro en el ratón utilizando microburbujas y ultrasonido. Usando esta técnica, el manganeso se puede administrar al cerebro del ratón. Debido a que el manganeso es un agente de contraste de MRI que se acumula en las neuronas despolarizadas, este enfoque permite imágenes de la actividad neuronal.

Neuroimagen Funcional Utilizando ultrasonidos hematoencefálica perturbación de la barrera y la RM-manganeso mayor

Fuente: Galenchik-Chan, A., et al. Resonancia magnética funcional (fMRI) de la corteza visual con estimulación retinotópica de visión amplia. J. Vis. Exp. (2023).  El video muestra imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) de la corteza visual para mapear la actividad en función de los niveles de oxigenación de la sangre. Las imágenes de resonancia magnética estructural se adquieren como referencia anatómica, seguidas de exploraciones de resonancia magnética funcional. Se muestran...

Resonancia magnética funcional dependiente del nivel de oxígeno en sangre de la corteza visual

Se describe el diseño y montaje de los auriculares miniaturizados adecuados para la sustitución de retroalimentación auditiva natural de un pájaro cantor con una señal acústica manipulado. Online hardware de procesamiento de sonido se utiliza para manipular la salida canción, introducir en tiempo real de los errores en la retroalimentación auditiva a través de los auriculares, e impulsar el aprendizaje motor vocal.

Un peso ligero, Auriculares basada Sistema de Manipulación de retroalimentación auditiva en Songbirds

Los estudios funcionales del sistema auditivo en los mamíferos que tradicionalmente han llevado a cabo utilizando técnicas espacialmente focalizadas tales como registros electrofisiológicos. El siguiente protocolo describe un método de visualización de los patrones a gran escala de la actividad hemodinámica evocado en la corteza auditiva gato utilizando imágenes de resonancia magnética funcional.

Imágenes funcionales de la corteza auditiva en los gatos adultos el uso de alto campo fMRI

Los correlatos neuronales de escuchar intervalos consonantes y disonantes han sido ampliamente estudiados, pero los mecanismos neurales asociados con la producción de intervalos consonantes y disonantes son menos conocidos. En este artículo, las pruebas de comportamiento y fMRI se combinan con la identificación de intervalos y las tareas de canto para describir estos mecanismos.

Mapeo fMRI de la actividad cerebral asociada con la producción vocal de los intervalos consonante y disonante

Este artículo proporciona una visión general de un programa de mapeo cerebral multimodal diseñado para identificar regiones del cerebro que apoyan las funciones cognitivas críticas en pacientes de neurocirugía individuales.

Asignación de cerebro traslacional en el Centro Médico de la Universidad de Rochester: Preservar la mente a través de la asignación cerebral personalizada

Hemos desarrollado técnicas para mapear la función de la corteza visual utilizando más campo visual de lo que se usa comúnmente. Este enfoque tiene el potencial de mejorar la evaluación de los trastornos de la visión y las enfermedades oculares.

Resonancia magnética funcional (fMRI) de la corteza visual con estimulación retinotópica de visión amplia

Para estudiar la evolución del lenguaje, es importante comparar los mecanismos cerebrales de los humanos con los de los primates no humanos. Desarrollamos un método para medir de forma no invasiva la electroencefalografía (EEG) de animales despiertos. Nos permite comparar directamente los datos de EEG entre humanos y animales a largo plazo sin dañarlos.

Mediciones electroencefalográficas en titíes despiertos escuchando vocalizaciones conespecíficas 

Electroencefalografía simultánea (EEG) y las imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) es una poderosa herramienta de neuroimagen. Sin embargo, el interior de un escáner de resonancia magnética forma un entorno difícil para deben ser considerados de grabación de datos del EEG y la seguridad cada vez que se opera la máquina de EEG dentro de un escáner. A continuación, presentamos un protocolo de adquisición de datos de EEG-fMRI optimizado.

Mejor práctica actual de obtención de datos de alta calidad EEG durante fMRI simultánea

Aprende a realizar resonancia magnética funcional en aves canoras para estudiar el procesamiento auditivo no invasivo. Este método permite visualizar la actividad cerebral en respuesta a estímulos sonoros en Taeniopygia guttata.

Resonancia magnética funcional (fMRI) con estimulación auditiva en Songbirds

Explorar más videos