Summary

쥐 두뇌에 동시 fMRI와 전기 생리학

Published: August 19, 2010
doi:

Summary

우리는 신경 활동과 혈액 산소 수준의 종속 (굵게) MRI 신호 사이의 관계의 조사를 위해 플랫폼을 제공하고 동시에 기능성 자기 공명 이미징 및 쥐 두뇌에 electrophysiological 기록하는 방법을 개발했습니다.

Abstract

자기 공명 영상 (MRI) 신호 (굵게)에 의존 혈액 산소 수준의 신경 기초를 검토하기 위해, 우리는 쥐 모델에서 기능 MRI 데이터를 개발하고있다<em> 생체내에</em> intracortical 녹음을 동시에 수행할 수 있습니다. 레코딩에 사용되는 전극은 MRI 이미지를 왜곡하고 MRI 인수 전기 녹음에 잡음을 유도하기 때문에 MRI 및 전기 녹음의 조합은 기술적 도전이다. 두 modalities의 상호 간섭을 최소화하기 위해 유리가 아닌 금속 microelectrodes보다 사용되었고 잡음 제거 알고리즘은 전기 생리학 데이터 구현되었습니다. 우리의 연구에 두 microelectrodes는 별도로 쥐 양국간 기본 somatosensory cortices (SI)에 이식되었고 장소에 고정. 전극 팁을 다루는 하나의 코로나 슬라이스는 기능 MRI를 위해 선택되었다. 전극 샤프트 및 고정 위치는 이미징 유물을 피하기 위해 이미지 슬라이스에 포함되지 않았습니다. 제거 두피는 자화율 불일치를 줄이고 이미지에 깁스 울리는 유물을 방지하기 위해 치약 (으)로 대체되었습니다. 이미지 수집 동안 급속도로 스위칭 자기장​​에 의해 전기 녹음에 유도 유물 구조는 각 실행에 대한 검사의주기를 평균하여 특징했다. 이미징 동안 소음 구조는 다음 원래의 녹음에서 빼는되었습니다. denoised 시간 과정은 다음 fMRI 데이터와 함께 자세한 분석에 사용되었다. 예를 들어, 동시 인수는 자발적인 fMRI 굵은 신호와 대역 제한 intracortical 전기 활동 사이의 관계를 결정하는 데 사용되었다. 동시 fMRI와 설치류의 electrophysiological 녹화 fMRI 굵은 신호의 연결 활동 사이의 관계를 elucidating 이외에 신경 과학의 많은 흥미로운 어플 리케이션을위한 플랫폼을 제공합니다.

Protocol

1. 이것은 아닌 생존 수술입니다. 첫 번째 단계는 전극의 주입이다. 이 예제에서는 전극은 양쪽 반구의 기본 somatosensory 피질의 앞발 지역에 이식한다. 2퍼센트 isoflurane와 쥐 (남 SD 랫, 2백-3백그램) 마취 및 수술 stereotactic 시스템 장소로 수정. 수술을 시작하기 전에 동물이 잘 anesthetized 것을 확인하고 발가락 핀치에 응답을 전시하지 않습니다. 두피를 열기 전에 모피를 제거합니다. 두개골 ?…

Discussion

electrophysiological 기록하고 대담한 fMRI 모두 별도로 잘 개발된 기술입니다. 그러나, 동시에 녹음 및 이미징 인해 두 modalities의 상호 간섭 2 도전입니다. 여기서 우리는 설치류에서 결합 실험 가능한 솔루션을 제공합니다. 전극 이식의 수정 방법은 이미지 품질에 영향을 최소화하고 전기 레코딩을위한 아티팩트 제거 이미지 수집에 의해 유도 노이즈를 제거하는 것이 필요합니다. 동시 이미징?…

Acknowledgements

작품은 NIH 1 R21NS057718 – 01에 의해 지원되었다.

References

  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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Cite This Article
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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