Dana Ramadan

Der Einsatz der fMRT hat zu einem umfassenden Verständnis der äußeren großen Hirngefäße geführt. Die vergleichsweise unerforschten Mikrogefäße sind für ein umfassendes Verständnis der Hirnaktivierung von Bedeutung und können mit höheren Feldstärken (≥ 7 T) gemessen werden. Bei diesen Feldstärken steigt die Empfindlichkeit und damit auch die Notwendigkeit, die Ausrichtung des Kortex zu optimieren. Ziel dieses von Jonas Bause betreuten Projekts ist es, zwei fMRI-Sequenzen bei 9,4 T zu vergleichen, um den Ursprung des Signals und seine Abhängigkeit von der Ausrichtung des Kortex besser zu verstehen.

Ausführlichere Beschreibung

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) ist zwar weit verbreitet, erfordert jedoch ein besseres Verständnis der Herkunft des ihr zugrunde liegenden BOLD Signals. Der teilweise unbekannte Beitrag vieler Faktoren zum BOLD-Effekt macht es schwierig, ihn vollständig der Gehirnaktivität zuzuschreiben. Um die räumliche Spezifität des BOLD-Signals zu erhöhen, werden hohe und ultrahohe Feldstärken (UHF) verwendet. Bei UHF werden das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), die Auflösung und damit die Heterogenität der Voxel, die Blut, Gewebe oder Liquor (CSF) enthalten, verbessert. 

Wie in Simulationen erwartet, haben Experimente gezeigt, dass die Signalfluktuation bei der Gradientenecho-(GE)-Echoplanar-Imaging (EPI) aufgrund der unterschiedlichen Geometrie der Gefäße und der kortikalen Architektur von der Venenorientierung und damit der Orientierung des Kortex zu B0 abhängt. Während dieser Effekt bei EPI beobachtet wird, sagen Monte-Carlo-Simulationen des parietalen Kortex der Maus voraus, dass die Fluktuation des balanced Steady-State-Free-Precession-Signals (bSSFP) eine andere Abhängigkeit von der kortikalen Orientierung zu B0 aufweist, was ein Hinweis auf den geringeren Beitrag der großen Oberflächengefäße zum bSSFP-Signal und damit auf dessen Empfindlichkeit gegenüber kleineren Gefäßen sein könnte.

In meiner Arbeit wird eine Pipeline erstellt, um segmented 3D GE-EPI und bSSFP hinsichtlich ihrer Abhängigkeit des resting state BOLD-Signals von der kortikalen Orientierung zu vergleichen. Die Signalabhängigkeit von der kortikalen Orientierung wird in den verschiedenen kortikalen Tiefen weiter untersucht, wobei eine laminare Analyse durchgeführt wird.