Hi-Fi fMRI: High-resolution, fast-sampled and sub-second whole-brain functional MRI at 3T in humans

Abstract

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a methodological cornerstone of neuroscience. Most studies measure blood-oxygen-level-dependent (BOLD) signal using echo-planar imaging (EPI), Cartesian sampling, and image reconstruction with a one-to-one correspondence between the number of acquired volumes and reconstructed images. However, EPI schemes are subject to trade-offs between spatial and temporal resolutions. We overcome these limitations by measuring BOLD with a gradient recalled echo (GRE) with 3D radial-spiral phyllotaxis trajectory at a high sampling rate (28.24ms) on standard 3T field-strength. The framework enables the reconstruction of 3D signal time courses with whole-brain coverage at simultaneously higher spatial (1mm3) and temporal (up to 250ms) resolutions, as compared to optimized EPI schemes. Additionally, artifacts are corrected before image reconstruction; the desired temporal resolution is chosen after scanning and without assumptions on the shape of the hemodynamic response. By showing activation in the calcarine sulcus of 20 participants performing an ON-OFF visual paradigm, we demonstrate the reliability of our method for cognitive neuroscience research.

Capabilities of Neuroimaging in Determining the Role of Metabolic Pathway of Neurodegeneration in the Pathophysiology of Glaucoma

“…Новые методы и протоколы позволяют изучать анатомические изменения серого и белого вещества с помощью структурных методов, функциональные связи мозга и реакции после стимуляции с помощью функциональной томографии, а также изменения уровней метаболитов в мозге с помощью метаболических методов [22][23][24][25][26].…”

“…Изображения чаще нормализуются по шаблону Монреальского неврологического института с использованием Т1-взвешенной МРТ в качестве эталонного изображения. Метод также используется для оценки взаимодействия между областями мозга у отдыхающего человека без каких-либо визуальных раздражителей, так называемая фМРТ в состоянии покоя, без каких-либо зрительных задач [24,27,28].…”