Functional Magnetic Resonance Imaging

"Functional Magnetic Resonance Imaging - Advanced Neuroimaging Applications" is a concise book on applied methods of fMRI used in assessment of cognitive functions in brain and neuropsychological evaluation using motor-sensory activities, language, orthographic disabilities in children. The book will serve the purpose of applied neuropsychological evaluation methods in neuropsychological research projects, as well as relatively experienced psychologists and neuroscientists. Chapters are arranged in the order of basic concepts of fMRI and physiological basis of fMRI after event-related stimulus in first two chapters followed by new concepts of fMRI applied in constraint-induced movement therapy; reliability analysis; refractory SMA epilepsy; consciousness states; rule-guided behavioral analysis; orthographic frequency neighbor analysis for phonological activation; and quantitative multimodal spectroscopic fMRI to evaluate different neuropsychological states

Current Trends of fMRI in Vision Science: A Review

Studying brain functional activities is an area that is experiencing rapid interest in the field of neuroimaging. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) has provided vision science researchers a powerful and noninvasive tool to understand eye function and correlate it with brain activities. In this chapter, we focus on the physiological aspects followed by a literature review. More specifically, to motivate and appreciate the complexity of the visual system, we will begin with a description of specific stages the visual pathway, beginning from the distal stimulus and ending in the visual cortex. More importantly, the development of ascending visual pathway will be discussed in order to help in understanding various disorders associated with it such as monochromacy, albinism, amblyopia (refractive, strabismic). In doing so we will divide the first half into two main sections, the visual pathway and the development of the ascending pathway. The first of these sections will be mostly an anatomy review and the latter will discuss the development of this anatomy with specific examples of disorders as a result of abnormal development. We will then discuss fMRI studies with focus on vision science applications. The remaining sections of this chapter will be highlighting the work done on mainly oculomotor function, some perception and visual dysfunction with fMRI and investigate the differences and similarities in their findings. We will then conclude with a discussion on how this relates to neurologists, neuroscientists, ophthalmologists and other specialists

Estudio anatomo-radiológico de las estructuras encefálicas implicadas en las afasias mediante técnicas de neuroimagen de última generación

[ES] La afasia se define como una pérdida en la función del lenguaje causada por una lesión orgánica en una determinada área del cerebro. En la afasia aparecen alteraciones específicas que se manifiestan en alguno, varios e incluso todos los niveles funcionales del lenguaje, originando un déficit patológico en la expresión y/o comprensión del lenguaje oral y escrito. Todas las patologías que afecten a las áreas del lenguaje pueden ocasionar afasia. La causa más frecuente en la práctica clínica son los accidentes cerebro vasculares (ACV) isquémicos o hemorrágicos, presentes en el 16-37% de los pacientes y, con menor frecuencia, tumores, traumatismos, patología inflamatoria-infecciosa, etc. Este estudio tiene por finalidad realizar un análisis exhaustivo de las áreas cerebrales implicadas en el lenguaje, de su vascularización y sus conexiones, así como de la patología más frecuente, mediante el empleo de técnicas de neuroimagen de última generación. Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, se plantean los siguientes objetivos: 1. Describir anatomo-radiológicamente las áreas cerebrales implicadas en el lenguaje mediante diferentes técnicas de imagen. 2. Analizar anatomo-radiológicamente la vascularización de las áreas del lenguaje mediante diferentes técnicas de imagen. 3. Destacar la importancia del diagnóstico por imagen y de las técnicas de neuroimagen de nueva generación (los estudios de actividad cortical y tractografía) en el diagnóstico, así como en la elección del tratamiento más adecuado y, en muchos casos, para servir de guía en los procedimientos intervencionistas o neuroquirúrgicos, así como en el pronóstico. 4. Reflejar la patología más relevante en las áreas del lenguaje. 5. Correlacionar los hallazgos de RM de actividad cortical y tractografía con el gold estándar in vivo (la estimulación eléctrica cortical intraoperatoria con el paciente despierto) y con la experiencia en nuestro centro. Para lograr estos objetivos se revisa la utilidad de las diferentes técnicas de imagen ante un paciente con afasia, desde un enfoque multi e interdisciplinar, en función del diagnóstico etiológico de sospecha, la precisión diagnóstica deseada y la eficiencia. Así: - Se localizan las áreas implicadas en el lenguaje en la TC craneal, prueba inicial en cualquier patología del lenguaje, y en la RM cerebral, con proyecciones axiales, sagitales y coronales mediante múltiples tipos de secuencias. Se muestra la importancia de la RM cerebral en el diagnóstico de la etiología y la caracterización de las lesiones, mediante los diferentes tipos de secuencias y técnicas funcionales, como perfusión, difusión y espectroscopía. - Se valora la vascularización de las áreas cerebrales elocuentes, mediante angioTC de troncos supraórticos, y del polígono de Willis, mediante TC de perfusión, angioRM cerebral y de troncos supraórticos, secuencias 2D y 3D TOF y estudios invasivos de neuroradiología diagnóstica e intervencionista mediante AGF digital, que es el gold estándar de la vascularización intracraneal. Si hay sospecha de código ictus (ACV isquémico de tiempo de evolución inferior a 4-6 horas), se realiza de inmediato la TC craneal sin contraste, la TC de perfusión y la angioTC de troncos supraórticos y del polígono de Willis. Se muestra la importancia de la ecografía Doppler de troncos supraórticos y transcraneal en el diagnóstico y prevención primaria y secundaria de la ateromatosis carotídea como causa de isquemia cerebral, y del eco-Doppler transcraneal, en la valoración no invasiva de la vascularización intracraneal. - Se demuestra la importancia de técnicas de nueva generación, como la RM funcional y la tractografía, en el estudio del complejo sistema del lenguaje y de la patología de las áreas elocuentes. Se visualiza la organización cortico-subcortical del lenguaje, utilizando dichas técnicas de la siguiente forma: -- La RMf y del lenguaje, como técnica anatómica y funcional, mediante la técnica BOLD para la valoración de las diferentes áreas implicadas en el lenguaje tras la realización de paradigmas. -- La tractografía mediante tensor de difusión, como técnica anatómica, para localizar los haces que conectan las diferentes áreas y la posible afectación de otros haces de sustancia blanca adyacentes. Además se describe la correlación de éstas técnicas de imagen con el gold estándar en el paciente vivo, la estimulación cortical y subcortical intraoperatoria del lenguaje con el paciente despierto. Se destaca el papel desempeñado por dichas técnicas en los avances en el conocimiento del lenguaje y en la práctica clínica, donde son imprescindibles para la valoración prequirúrgica de tumores en áreas elocuentes, para delimitar con precisión la localización y extensión de la lesión cerebral, para decidir la indicación quirúrgica y planificarla con el neuronavegador, en su caso, y para determinar los posibles tratamientos. Finalmente, también son importantes en la reevaluación tras tratamiento de restos tumorales o recidivas. - Se muestran las etiologías más frecuentes de las afasias diagnosticadas en nuestro hospital y las técnicas de imagen utilizadas, en función del diagnóstico de sospecha y desde un enfoque multidisciplinar. Se presentan casos cuyas causas son variadas, desde la más frecuente, la vascular isquémica o hemorrágica, hasta aneurismas, malformaciones arterio-venosas, iatrógenas e incluso tumorales, que precisan de técnicas diagnósticas de última generación con estudios funcionales mediante RM. Por último, también se presenta el estudio de la afasia primaria progresiva y de las asociadas a demencias. - Se presentan pacientes con tumores en áreas elocuentes a los que se les ha solicitado RMf y tractografía por tensor de difusión desde el servicio de neurocirugía, para valoración prequirúrgica. Se les realiza una RM cerebral con secuencias estructurales, de perfusión, difusión y espectroscopia, y RMf del lenguaje mediante técnica BOLD y tractografía. Se correlacionan los hallazgos con el gold estándar, la estimulación eléctrica intraoperatoria cortical y subcortical del lenguaje, y con los hallazgos de la anatomía patológica. - Finalmente, se integran en el estudio del lenguaje las técnicas de medicina nuclear, el SPECT, la PET-TC y la PET-RM cerebral, pues aportan información sobre la actividad cortical en las afasias asociadas a demencias y en la caracterización de tumores pre y post tratamiento. El objetivo final de esta tesis es poner a disposición de la comunidad científica una iconografía exhaustiva de todas las técnicas de imagen disponibles en la práctica clínica para el estudio de las áreas cerebrales relacionadas con el lenguaje y su vascularización, dado que no existe en la literatura ningún libro o tratado que analice en profundidad cada una de dichas técnicas, describiendo sus indicaciones con un enfoque global y multidisciplinar