扩散加权功能磁共振成像在大鼠丘脑皮质通路中揭示的层特异性连接
医学物理
2019-03-20 v1 神经元与认知
摘要
过去几十年中，从全脑视角体内研究神经活动一直属于功能磁共振成像（fMRI）的范畴。支配 fMRI 血氧水平依赖（BOLD）功能对比的复杂神经血管耦合在绘制活跃脑区方面极有价值，但也带来显著局限，例如信号对活跃焦点缺乏特异性。具有相对较高扩散加权的扩散加权功能磁共振成像（dfMRI）力求改善此缺陷，因其提供的功能对比与底层活动联系更紧密。迄今，除激活焦点略小外，dfMRI 的对比尚未被令人信服地证明较 BOLD 具显著优势，且其对比依赖于显著的建模。此处，我们研究 dfMRI 是否能较其（自旋回波（SE））BOLD 对应物更好地表征丘脑皮质通路中的神经活动。利用大鼠在 9.4 T 下的高端前爪刺激实验，并因使用低温线圈而获得显著灵敏度提升，我们首次表明 dfMRI 信号呈现层特异性，且此外在缺乏 SE-BOLD 响应的区域显示信号。我们发现丘脑皮质通路中的 dfMRI 信号彼此相干，即腹后外侧（VPL）丘脑核中的 dfMRI 信号特异性地与体感皮层 IV 层及 V 层相干。这些活动模式与文献中基于电生理记录的皮层及丘脑记录相关性远优于 SE-BOLD 信号。所有这些发现提示 dfMRI 信号更好地表征了该通路中底层神经活动。进而，这可能对更具特异性与准确性的（……）产生重要意义。
引用
@article{arxiv.1903.08133,
title = {Layer-specific connectivity revealed by diffusion-weighted functional MRI in the rat thalamocortical pathway},
author = {Daniel Nunes and Andrada Ianus and Noam Shemesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08133},
year = {2019}
}