動物におけるリアルタイムfMRI脳マッピング

機能的磁気共鳴画像法(fMRI)は、血行動態応答¹、²、³、⁴、⁵、⁶、⁷、⁸、⁹、例えば^、血中酸素レベル依存性(BOLD)、脳内の神経活動に関連する脳血液量および流量信号を測定する非侵襲的方法である。動物実験では、血行動態信号は、麻酔¹⁰、覚醒している動物のストレスレベル¹¹、ならびに潜在的な非生理学的アーティファクト、例えば、心拍動および呼吸運動^12、13、^14、15によって影響を受ける可能性がある。タスク関連および安静状態機能ダイナミクスおよび接続性マッピング16、^17、18、19のためのfMRI信号の遡及的分析を提供するために多くの後処理方法が開発されているが、動物の脳20におけるリアルタイムの脳機能マッピングソリューションおよび瞬間的な読み出しを提供する技術はほとんどない(そのほとんどは、主にヒト脳マッピング^{21に使用される、} 22,23,24,25,26,27)。特に、この種のリアルタイムfMRIマッピング法は、動物実験では欠けています。fMRIプラットフォームを構築して、リアルタイムの脳状態依存的な生理学的病期の調査を可能にし、動物の脳機能研究にリアルタイムのバイオフィードバック刺激パラダイムを提供する必要があります。

本研究では、MRIコンソールソフトウェアのカスタマイズされたマクロ機能を備えたリアルタイムfMRI実験セットアップを示し、麻酔をかけたラットの一次前足体性感覚皮質(FP-S1)における誘発されたBOLD-fMRI応答のリアルタイムモニタリングを示します。このリアルタイムセットアップにより、既存の神経画像解析ソフトウェアである機能神経画像解析(AFNI)²⁸を使用して、機能マップで進行中の脳の活性化と個々の時間コースをボクセル単位で視覚化できます。動物実験のためのリアルタイムfMRI実験セットアップの準備は、プロトコルに記載されています。動物のセットアップに加えて、画像処理スクリプトと並行して、最新のコンソールソフトウェアを使用してリアルタイムfMRI信号の視覚化と分析を設定するための詳細な手順を提供します。要約すると、動物実験用に提案されたリアルタイムfMRIセットアップは、MRIコンソールシステムを使用して動物の脳内の動的fMRI信号を監視するための強力なツールです。