Ressonância magnética funcional (fMRI) é uma ferramenta amplamente utilizada para medir de forma não invasiva os correlatos da atividade do cérebro humano. No entanto, a sua utilização tem sido na sua maioria focado sobre a medição da actividade sobre a superfície do córtex cerebral em vez de em regiões subcorticais tais como mesencéfalo e tronco cerebral. FMRI subcortical deve superar dois desafios: resolução espacial e ruído fisiológico. Aqui, descrevemos um conjunto optimizado de técnicas desenvolvidas para executar de alta resolução em fMRI humano SC, uma estrutura sobre a superfície dorsal do mesencéfalo, os métodos podem também ser utilizados para tronco cerebral outra imagem e as estruturas subcorticais.

De alta resolução (1,2 mm voxels) fMRI do SC requer uma abordagem não-convencional. A amostragem desejado espacial é obtido usando um multi-shot aquisição espiral (interleaved) ^1. Uma vez que, T * ₂ de tecido SC é mais longo do que no córtex, um tempo de eco correspondentemente mais longo (T _E ~ 40 mseg) é usado para maximizar contraste funcional. Para cobrir toda a extensão da SC, 8-10 fatias são obtidos. Para cada sessão de uma anatomia estrutural com a prescrição fatia mesmo que o fMRI também é obtida, a qual é usada para alinhar os dados funcionais para um volume de referência de alta resolução.

Em uma sessão separada, para cada assunto, criamos uma de alta resolução (0,7 amostragem mm) volume de referência usando um T _1-ponderada seqüência que dá contraste tecido bom. No volume de referência, a região do mesencéfalo é segmentado utilizando a aplicação de software ITK ^SNAP-2. Esta segmentação é usada para criar uma representação da superfície 3D do mesencéfalo que é tanto suave e preciso ^3. Os vértices de superfície e os normais são usados ​​para criar um mapa de profundidade a partir da superfície do mesencéfalo dentro do tecido ^4.

Dados funcionais é transformado no sistema de coordenadas do volume de referência segmentado. Associações de profundidade dos voxelspermitir o cálculo da média de dados em tempo fMRI série dentro dos padrões de profundidade especificada para melhorar a qualidade do sinal. Dados são processados ​​na superfície 3D para visualização.

Em nosso laboratório usamos esta técnica para medir mapas topográficos de estimulação visual e encoberta e aberta atenção visual dentro do SC ^1. Como exemplo, demonstramos a representação topográfica do ângulo polar à estimulação visual em SC.