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Dissertação

{pt_PT=Modulation of single-trial brain responses to visual stimulation using ultrafast fMRI at 7 Tesla} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Ressonância magnética funcional com blood oxygen level dependent (BOLD) é uma técnica utilizada para estudar a função e fisiologia do cérebro; contudo, a variabildiade single-trial (ST) da resposta hemodinâmica a estímulos iguais é um desafio recorrente. A variabilidade ST é geralmente considerada como sendo ruído, visto que influencia a análise estatística; todavia, estudos recentes sugerem que reflecte informação sobre a fisiologia subjacente e comportamento. Neste trabalho foram adquiridos dados de ressonância magnética funcional a 7 Tesla em simultâneo com aquisições fisiológicas de forma a testar se a variabilidade ST em resposta a estímulos visuais é modulada pelos ciclos respiratórios e cardíacos. Extraiu-se um sinal, corrigido através do método RETROICOR, de uma região de interesse definida por uma aquisição localizer. Numa abordagem inicial, cada trial foi selecionado para dois grupos distintos de acordo com a fase do ciclo respiratório e cardíaco correspondente, a instantes antes e no momento de exposição ao estímulo. Numa segunda abordagem, o processo é invertido: as fases dos trials de sinais fisiológicos são selecionados de acordo com parâmetros da resposta hemodinâmica tal como segundo um critério de clustering. Os métodos produziram resultados consistentes entre si, mesmo tendo hipóteses subjacentes distintas. A observação principal foi que a variabilidade ST aumenta quando os sujeitos inspiram 3.6 a 2.8 segundos antes da exposição ao estímulo; enquanto que decresce quando expiram na mesma janela temporal. É possível especular que diferenças na resposta hemodinâmcias podem ser explicadas pelos estados basais da vasculatura subjacente; contudo é necessário investigação futura para corroborar esta hipótese., en=Blood oxygen level dependent (BOLD)-functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) is a widely used technique to study brain function and physiology; however, significant single-trial (ST) hemodynamic response variability in brain responses to the same stimuli has been consistently reported. ST variability is generally considered to be noise, since it corrodes statistical analysis, but recent research suggest that ST variability reflects information about underlying physiology and behavior. In this work, BOLD-fMRI data were acquired at 7 Tesla concurrently with physiological recordings, to test if ST variability in response to visual stimuli is modulated by the respiratory and cardiac cycles. A RETROICOR-cleaned signal time course was extracted from a visual region of interest (ROI) defined by the a localizer acquisition. In a first approach, trials were binned into two groups according to their cardiac and respiratory cycles’ phases at lag times before and at stimulus onset. In a second approach, the process is inverted: physiological phase trials are binned according to HR parameters and a temporal clustering criterion. Our methods, despite different underlying hypotheses, yielded consistent results. The main observation is that trial by trial variability increases when inhaling around 3.6 to 2.8 seconds before stimulus onset; whereas it decreases when exhaling at the same time point. It is possible to speculate that there could be differences in the HRF developed in response to a stimulus that can be explained by the basal state of the vasculature; however further research is need to test this hypothesis.}
Keywords: {pt=RM funcional de alto-campo, slow event-related design, variabilidade trial-by-trial, flutuações fisilógicas, estímulo visual, en=high field functional MRI, slow event-related design, trial-by-trial variability, physiological fluctuations, visual stimuli}

Discussão: dezembro 3, 2019, 13:30