undefined

Multi-band SWIFT enables quiet and artefact-free EEG-fMRI and awake fMRI studies in rat

Julkaisuvuosi

2020

Tekijät

Paasonen, Jaakko; Laakso, Hanne; Pirttimäki, Tiina; Stenroos, Petteri; Salo, Raimo A.; Zhurakovskaya, Ekaterina; Lehto, Lauri J.; Tanila, Heikki; Garwood, Michael; Michaeli, Shalom; Idiyatullin, Djaudat; Mangia, Silvia; Gröhn, Olli

Tiivistelmä

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies in animal models provide invaluable information regarding normal and abnormal brain function, especially when combined with complementary stimulation and recording techniques. The echo planar imaging (EPI) pulse sequence is the most common choice for fMRI investigations, but it has several shortcomings. EPI is one of the loudest sequences and very prone to movement and susceptibility-induced artefacts, making it suboptimal for awake imaging. Additionally, the fast gradient-switching of EPI induces disrupting currents in simultaneous electrophysiological recordings. Therefore, we investigated whether the unique features of Multi-Band SWeep Imaging with Fourier Transformation (MB-SWIFT) overcome these issues at a high 9.4 T magnetic field, making it a potential alternative to EPI. MB-SWIFT had 32-dB and 20-dB lower peak and average sound pressure levels, respectively, than EPI with typical fMRI parameters. Body movements had little to no effect on MB-SWIFT images or functional connectivity analyses, whereas they severely affected EPI data. The minimal gradient steps of MB-SWIFT induced significantly lower currents in simultaneous electrophysiological recordings than EPI, and there were no electrode-induced distortions in MB-SWIFT images. An independent component analysis of the awake rat functional connectivity data obtained with MB-SWIFT resulted in near whole-brain level functional parcellation, and simultaneous electrophysiological and fMRI measurements in isoflurane-anesthetized rats indicated that MB-SWIFT signal is tightly linked to neuronal resting-state activity. Therefore, we conclude that the MB-SWIFT sequence is a robust preclinical brain mapping tool that can overcome many of the drawbacks of conventional EPI fMRI at high magnetic fields.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Pirttimäki Tiina

Itä-Suomen yliopisto

Zhurakovskaya Ekaterina

Laakso Hanne

Tanila Heikki

Paasonen Jaakko

Lehto Lauri

Gröhn Olli

Stenroos Petteri

Salo Raimo

Pirttimäki Tiina

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

206

Artikkelinumero

116338

Julkaisu­foorumi

63888

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Neurotieteet

Avainsanat

[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.neuroimage.2019.116338

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä