Decodificación de la organización a nivel de columna a través de la profundidad cortical utilizando BOLD y CBV-fMRI a...

Área de la Ciencia:

• Imágenes neurológicas
• La neurociencia cognitiva
• Mapeo del cerebro humano

Sus antecedentes:

• La resonancia magnética funcional (fMRI) mide las respuestas hemodinámicas, que están limitadas espacialmente por las contribuciones macrovasculares.
• El análisis de patrones multivariados (MVPA) aprovecha la información multi-voxel para recuperar patrones espaciales de grano fino de los datos de neuroimagen.
• La obtención de imágenes de las estructuras corticales a escala de columnas y capas es un desafío debido a las limitaciones de la señal fMRI.

Objetivo del estudio:

• Investigar la especificidad espacial de las señales utilizadas por MVPA en IRMf de alta resolución.
• Evaluar el impacto de las contribuciones macrovasculares en la decodificación de MVPA a través de la profundidad cortical.
• Comparar diferentes técnicas de adquisición por resonancia magnética funcional en cuanto a su capacidad para resolver información laminar.

Principales métodos:

• Adquisición de datos de fMRI de 7 Tesla (7 T) en la corteza visual primaria humana (V1) utilizando técnicas BOLD basadas en eco de gradiente (GE-BOLD), BOLD basadas en eco de espín (SE-BOLD) y ocupación del espacio vascular (VASO).
• Medición de las columnas de dominación ocular (ODC) para servir como un patrón espacial de grano fino conocido.
• Decodificación de la información de origen del ojo de las señales de IRMf a través de las capas corticales.

Principales resultados:

• La información de la ocularidad fue decodificada con éxito utilizando todas las técnicas de adquisición de resonancia magnética funcional probadas (GE-BOLD, SE-BOLD, VASO).
• Los perfiles laminares indicaron que las contribuciones macrovasculares están presentes en todos los métodos, limitando la especificidad en toda la profundidad cortical.
• La especificidad espacial de MVPA está limitada por las limitaciones inherentes en la localización de la señal de fMRI.

Conclusiones:

• MVPA es una herramienta poderosa para explorar circuitos mesoscópicos en la corteza cerebral humana.
• Todos los métodos actuales de adquisición de resonancia magnética funcional son susceptibles a la contaminación de la señal macrovascular.
• Las investigaciones adicionales deben tener en cuenta cuidadosamente los efectos macrovasculares para mejorar la especificidad espacial de los análisis basados en MVPA.