Laminar-specific functional connectivity mapping with multi-slice line-scanning fMRI.
Laminar-specific functional connectivity mapping with multi-slice line-scanning fMRI.
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DOI：
10.1093/cercor/bhab497
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发表时间：
2022-10-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
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作者：
尽管进行了广泛的研究，检测层流功能磁共振成像（fMRI）信号以说明典型的微电路，但跨皮质区域的层流特定信息流的时空特征仍有待在不同大脑状态的诱发和静息条件下进行充分研究。在这里，我们开发了一种多层线扫描功能磁共振成像（MS-LS）方法，以高空间（50微米）和时间分辨率（100毫秒）检测麻醉大鼠相邻皮质区域的层流功能磁共振成像信号。在不同的试验中，我们在诱发条件下与最活跃皮层相邻的周围皮层区域检测到层流特异性阳性或阴性血氧水平依赖性（BOLD）反应。具体来说，与由于 BOLD 阳性试验的丘脑皮质预测而导致的不同区域之间典型的第 4 层相关性相反，在相邻区域的 BOLD 阴性试验中检测到 L2/3 特有的强相关模式，这表明基于皮质皮质相互作用的大脑状态依赖性层流功能磁共振成像反应。此外，在静息态 (rs-) fMRI 研究中，多个皮质的 L2/3、4 和 5 中的鲁棒滞后时间差异代表了从尾侧到头侧切片的低频 rs-fMRI 信号传播。总之，我们的研究提供了一种独特的层流 fMRI 映射方案，以更好地表征诱发和静息态 MS-LS 中特定试验的层内和层间功能连接。
Despite extensive studies detecting laminar functional magnetic resonance imaging (fMRI) signals to illustrate the canonical microcircuit, the spatiotemporal characteristics of laminar-specific information flow across cortical regions remain to be fully investigated in both evoked and resting conditions at different brain states. Here, we developed a multislice line-scanning fMRI (MS-LS) method to detect laminar fMRI signals in adjacent cortical regions with high spatial (50 μm) and temporal resolution (100 ms) in anesthetized rats. Across different trials, we detected either laminar-specific positive or negative blood-oxygen-level-dependent (BOLD) responses in the surrounding cortical region adjacent to the most activated cortex under the evoked condition. Specifically, in contrast to typical Layer (L) 4 correlation across different regions due to the thalamocortical projections for trials with positive BOLD, a strong correlation pattern specific in L2/3 was detected for trials with negative BOLD in adjacent regions, which indicated brain state-dependent laminar-fMRI responses based on corticocortical interaction. Also, in resting-state (rs-) fMRI study, robust lag time differences in L2/3, 4, and 5 across multiple cortices represented the low-frequency rs-fMRI signal propagation from caudal to rostral slices. In summary, our study provided a unique laminar fMRI mapping scheme to better characterize trial-specific intra- and inter-laminar functional connectivity in evoked and resting-state MS-LS.
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DOI：
10.3389/fnene.2010.00008
发表时间：
2010
期刊：
Frontiers in neuroenergetics
影响因子：
--
作者：
Buxton RB
通讯作者：
Buxton RB
影响因子：
3.3
作者：
BANDETTINI, PA;JESMANOWICZ, A;HYDE, JS
通讯作者：
HYDE, JS
DOI：
10.1098/rstb.2005.1634
发表时间：
2005-05-29
影响因子：
6.3
作者：
Beckmann, CF;DeLuca, M;Smith, SM
通讯作者：
Smith, SM
影响因子：
5.3
作者：
Bopp, Rita;Holler-Rickauer, Simone;Schuhknecht, Gregor F. P.
通讯作者：
Schuhknecht, Gregor F. P.
DOI：
10.1126/science.1236425
发表时间：
2013-06-28
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Constantinople CM;Bruno RM
通讯作者：
Bruno RM