Überprüfung von Submillimeter-fMRI-Erfassungstechniken zur Erkennung von Hirnaktivierung auf laminarer und säulenförmiger Ebene
Seong Dae Yun, Fabian Küppers , N. Jon Shah
8. Februar 2024
Auf dem Gebiet der Neurobildgebung hat sich die funktionelle MRT (fMRI) seit ihrer Einführung in den frühen 1990er Jahren erheblich weiterentwickelt. Jüngste Fortschritte ermöglichen nun die Erfassung funktioneller Signale bei einer Voxelgröße im Submillimeterbereich, was einen Durchbruch beim Verständnis der von der kortikalen Tiefe abhängigen neuralen Aktivitäten in Bezug auf die kortikalen Tiefen oder Spalten darstellt. Dieser Fortschritt hat die Entwicklung spezieller fMRI-Techniken vorangetrieben, um die Sensitivität und räumliche Spezifität bei der Erkennung von Gehirnaktivierungen zu verbessern.
Diese neue Übersichtsarbeit bewertet die Submillimeter-fMRI-Techniken und untersucht ihre Vor- und Nachteile sowie mögliche ergänzende Bildgebungsverfahren für eine präzisere Kartierung des Gehirns. Das Papier unterstreicht, dass es keine Einheitslösung gibt, und betont die Notwendigkeit, funktionelle Kontrast- und Bildgebungsverfahren auf spezifische Forschungsziele zuzuschneiden.
Der Bericht räumt ein, dass die Submillimeter-fMRI-Studien aufgrund der derzeitigen technischen Einschränkungen auf Teilbereiche des Gehirns beschränkt sind, weist aber auch auf künftige Fortschritte bei der Verbesserung der räumlich-zeitlichen Auflösung hin. Die Abbildung unten zeigt die überragende Genauigkeit bei der Lokalisierung neuronaler Aktivitäten, die mit Submillimeter-fMRT-Techniken erreicht wird. Dieses Ergebnis deutet auf die Notwendigkeit ultrahochauflösender fMRT-Techniken hin, die für die Verwirklichung des von der fMRT-Gemeinschaft verfolgten Endziels, d.h. die umfassende Kartierung der Funktion des gesamten Gehirns und die Aufdeckung tieferer Einblicke in die Gehirnfunktion und Konnektivität, unerlässlich sind.
Diese Übersichtsarbeit bietet einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand und die Zukunftsaussichten der kortikalen tiefenabhängigen fMRT und liefert wertvolle Erkenntnisse für Forscher und Praktiker in den Neurowissenschaften und im Neuroimaging.
Ergebnisse der fMRI für visuelle Aufgaben auf (a) 3,13 × 3,13 mm2 und (b) 0,73 × 0,73 mm2, die eine präzise Abbildung der funktionellen Signale entlang des kortikalen Bandes mit Hilfe einer Submillimeter-fMRI-Technik zeigen.
Origional publication: Submillimeter fMRI Acquisition Techniques for Detection of Laminar and Columnar Level Brain Activation