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Étude en IRM fonctionnelle 3T de l’organisation rétinotopique du cortex visuel - 29/03/08

Doi : JFO-10-2007-30-8-0181-5512-101019-200704589 

L. Hoffart [1 et 2],

J. Conrath [1 et 2],

F. Matonti [1],

F. Galland [1],

N. Wotawa [3],

F. Chavane [2],

E. Castet [2],

B. Ridings [1 et 2],

G. S. Masson [2]

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Résumé

Étude en IRM fonctionnelle 3T de l’organisation rétinotopique du cortex visuel

Introduction. Nous avons étudié l’organisation fonctionnelle du cortex visuel humain en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) à haut champ (3T). Le but de cette étude était de cartographier les aires visuelles précoces (V1, V2).

Matériel et méthodes. Les données ont été obtenues chez des sujets volontaires sains par un imageur IRM 3 teslas. Une cartographie rétinotopique du cortex visuel a été réalisée de façon binoculaire selon deux modes de stimulation visuelle, codant pour l’excentricité et l’angle de phase dans le champ visuel. L’acquisition des données anatomiques s’est faite en séquences d’écho de gradient et coupes sagittales avec une résolution spatiale de 1 mm3. Les données fonctionnelles ont été acquises selon un protocole en blocs au cours de séquences de type « écho de spin » comprenant 20 coupes coronales jointives entrelacées avec une résolution de 8 mm3. Les images anatomiques ont été visualisées de manière tridimensionnelle, et une inflation de la surface corticale a été appliquée afin de développer les sillons corticaux. Les données fonctionnelles ont fait l’objet d’un traitement de correction des mouvements de la tête et d’un lissage spatial.

Résultats. Notre technique permet de délimiter de manière reproductible les aires visuelles de bas niveau (V1, V2 et V3) par la réalisation de cartes corticales rétinotopiques d’excentricité et d’angle polaire. La reproductibilité et la qualité des résultats ont été contrôlées suivant des critères quantitatifs adaptés.

Conclusion. Notre protocole permet de cartographier les aires visuelles rétinotopiques en IRM fonctionnelle. Cette méthode rapide (≪ 40 minutes) permettra d’étudier les modifications de l’organisation rétinotopique cortical en présence d’une atteinte rétinienne localisée (scotome).

Abstract

Retinotopic organization of the human visual cortex: a 3T fMRI study

Introduction. We used high-field (3T) functional magnetic resonance imaging (fMRI) to map the retinotopic organization of human cortical areas.

Methods. Retinotopic maps were reconstructed using existing mapping techniques. Stimuli were made of a rotating wedge stimulus, which provided angular coordinate maps, and an expanding or contracting ring, which provided eccentricity coordinate maps. Stimuli consisted of a grey background alternating with a flickering checkerboard. A Brucker 3T scanner equipped with a head coil and a custom optical system was used to acquire sets of echoplanar images of 20 occipital coronal slices within a RT of 2.111 ms and an 8 mm3 voxel resolution. Surface models of each subject’s occipital lobes were constructed using the Brainvisa software from a sagittal T1-weighted image with a 1 mm3 voxel resolution. The cortical models were then inflated to obtain unfolded surfaces. Statistical analyses of the functional data were made under SPM99, and the response amplitudes were finally assigned to the cortical reconstructed surfaces.

Results. We identified boundaries between different early visual areas (V1, V2, V3) using eccentricity and polar angle retinotopic maps and detection of reversals in the representation of the polar angle. Both complete maps and reversals corresponding to the V1/V2 borders were clearly visible with a single recording session. Also, we were able to compare data from subjects across various fMRI acquisitions and found that there was a strong correlation between maps acquired at different sessions for the same subject.

Conclusions: We developed a quick (≪40 min) retinotopic cortical area mapping method at 3T, which makes it possible to study the cortical remapping in patients with retinal scotomas.


Mots clés : Cortex visuel , imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

Keywords: Visual cortex , functional magnetic resonance imaging , visual physiology


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Vol 30 - N° 8

P. 830-836 - octobre 2007 Retour au numéro
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