Risorse

Strumentazione per Eye Tracking ISCAN 07-050-0401

• Laboratori completi di Eye Tracking Head Mounted e Remote a basso costo
• Mini Remote Eye Imaging Assembly per applicazioni di guida/cabina di pilotaggio
• Processori ad altissima risoluzione per Eye Tracking ad alta velocità, con interfaccia PCI bus
• Sistemi di Eye Imaging/Tracking e visualizzazione degli stimoli compatibili con fMRI

EEG Geodesic

• HydroCel Geodesic Sensor Net (HCGSN) 130 con 128 canali (disponibile per bambini e adulti)
• Mac Pro + MacBookPro come computer di acquisizione
• Desktop + Laptop per la presentazione degli stimoli con software E-Prime
• Diversi monitor LCD per la registrazione dei dati EEG e per la presentazione degli stimoli
• Amplificatore Net Amps 300
• Software Net Station per l'acquisizione EEG
• Stimolatore fotico (per pacchetti di routine)

LA TECNICA

Le misurazioni di Near Infra-Red Spectroscopy (NIRS) si basano sulla valutazione delle proprietà ottiche dei tessuti e della loro dipendenza da parametri fisiologici connessi all'attività cerebrale corticale. Nel range spettrale tra 600nm e 900nm, ossiemoglobina e deossiemoglobina sono le principali fonti responsabili dell'assorbimento della radiazione. Pertanto, è possibile valutare le proprietà ottiche del tessuto e stimare la concentrazione di questi due cromofori effettuando misurazioni in questo intervallo di lunghezze d'onda. Negli ultimi dieci anni, NIRS è diventato uno strumento utile per condurre studi di neuroimaging.

STRUMENTI DISPONIBILI

Un sistema NIRS Imagent ISS a 32 canali per il neuro-imaging verrà installato a breve nel laboratorio e utilizzato per studiare lo sviluppo delle funzioni cerebrali nei neonati.

STRUMENTI DISPONIBILI

• MR1 - Philips 1.5T Achieva XR with
  • SENSE Neurovascular coil 18 elements
  • SENSE Head coil 8 elements
  • Transmit Receive Head coil
  • Physiologic Monitoring Systems
  • SENSE Flex coil

• MR2 - Philips 3T Ingenia dStream with
  • Bobina dS Torso
  • Bobina dS Flex-M
  • Bobina dS Head 32 canali - 3.0T
  • ScanTools Pro
  • 3D SpineVIEW
  • MultiVaneXD
  • BOLD Specialist
  • FiberTrak Specialist
  • SWI Specialist
  • 3D ASL Neuro Specialist
  • MultiBand SENSE
  • Spectroscopy Specialist
  • mDIXON XD TSE-FFE Specialist
  • mDIXON Body Fat Quant Specialist
  • Cardiac Expert Specialist
  • 4D-TRAK XD
  • Cardiac Quant
  • Coronary Acquisition
  • 3D PelvisVIEW
  • lmaging ZOOM Diffusion
  • Whole Body Specialist

La Magnetoencefalografia (MEG) consiste nello studio dei campi magnetici associati all'attività fisiologica e patologica del cervello. Infatti, tutte le correnti elettriche – sia quelle nelle linee elettriche che quelle nelle cellule cerebrali – generano un campo magnetico circostante. Il pattern di questi campi magnetici può essere usato per determinare la posizione, l'orientamento e la forza delle correnti che lo generano. Il "generatore di campo magnetico" elementare del cervello è il singolo neurone. Quando una popolazione sufficientemente ampia di neuroni riceve input sinaptici entro un breve intervallo di tempo, le correnti dendritiche si sommano, producendo un campo sufficientemente grande da essere rilevato all'esterno della testa. I campi neuromagnetici sono molto piccoli, tipicamente dell'ordine di 100 fT. Per rilevare con successo i campi neuromagnetici, devono essere utilizzati dispositivi superconduttori. Questi dispositivi, chiamati SQUID (Superconducting QUantum Interference Devices), furono introdotti alla fine degli anni '60 e sono i componenti presenti in ogni sistema MEG. Gli attuali sistemi MEG a testa intera contengono un gran numero di SQUID (tra 100 e 300) collegati a bobine sensore in una configurazione che segue approssimativamente la curvatura della testa. Oltre a un dispositivo molto sensibile, una misurazione MEG di successo richiede un ambiente magneticamente silenzioso. Per questo, il sistema MEG deve essere collocato in una stanza schermata magneticamente. Il principale vantaggio del metodo neuromagnetico rispetto alla misurazione più tradizionale dell'attività elettrica cerebrale, come l'elettroencefalografia (EEG), è dovuto principalmente alla "trasparenza" dei tessuti biologici al campo magnetico. Questo permette una migliore risoluzione nell'identificare la posizione e la forza delle sorgenti responsabili della specifica attività in esame, ovviamente attraverso l'uso di algoritmi adatti per l'analisi dei dati. La buona risoluzione spaziale del metodo neuromagnetico consente quindi di ottenere un vera e propria imaging funzionale del cervello. Queste informazioni possono essere integrate con l'imaging anatomico fornito da TC, risonanza magnetica o imaging metabolico fornito da PET e risonanza magnetica funzionale.

MEG ALL'ITAB

All'interno dell'ITAB è stato sviluppato un sistema MEG nell'ambito di una cooperazione internazionale tra istituti di ricerca e aziende. Il sistema dispone di 165 sensori, di cui 153 disposti su una superficie a forma di casco. Gli elementi sensibili sono magnetometri SQUID DC integrati, con un rumore di campo di circa 5 fT Hz-1/2. Il sistema è posizionato all'interno di una stanza schermata magneticamente a cinque strati.

La struttura di Psicofisica permette l'implementazione di esperimenti comportamentali su soggetti normali e pazienti neuropsicologici, il testing preliminare di stimoli e procedure da effettuare successivamente con altre strutture principali (es. fMRI, MEG, ecc.) così come l'addestramento di soggetti/pazienti sperimentali.

La struttura è equipaggiata con piattaforme hardware-software che consentono l'erogazione di stimolazione visiva e uditiva, la registrazione delle risposte del soggetto con diversi effettori (risposte manuali, podaliche e vocali) e il tracciamento del movimento 3D di segmenti corporei (tramite un dispositivo elettromagnetico: 3 Space Fastrak, Polhemus Navigation; Colchester, VT, USA).

I movimenti oculari possono anche essere tracciati, tramite un eye tracker a infrarossi monoculare remoto (ISCAN ETL 400; RK-826PCI), che utilizza un metodo di riflessione pupilla scura-cornea basato su video per registrare le posizioni degli occhi durante l'analisi di immagini e scene, oltre a verificare semplicemente il mantenimento della fissazione. Con una frequenza di campionamento di 120 Hz, consente una registrazione ad alta risoluzione della posizione dell'occhio e della dimensione della pupilla in tempo reale con una precisione tipicamente migliore di 0,3° su un intervallo orizzontale e verticale di +/- 20°. Un pannello in plexiglass con LED montati è disponibile per lo studio dei movimenti di raggiungimento verso bersagli visivi nello spazio.

Gli stimoli vengono solitamente generati da un computer di controllo situato all'esterno della stanza di psicofisica, che esegue il software personalizzato GagLab (sviluppato da Gaspare Galati presso il Dipartimento di Psicologia, Sapienza Università di Roma, Italia), implementato in MATLAB (The MathWorks Inc., Natick, MA, USA) utilizzando Cogent 2000 (sviluppato presso FIL e ICN, UCL, Londra, UK) e Cogent Graphics (sviluppato da John Romaya presso il LON, Wellcome Department of Imaging Neuroscience, UCL, Londra, UK), e che consente la presentazione di stimoli visivi e uditivi sincronizzata con precisione al millisecondo, sincronizzata con fMRI, TMS, EEG, MEG. Vengono utilizzati anche altri software, come E-Prime.

È inoltre disponibile una simulazione in legno del bore (apertura) del magnete fMRI per riprodurre l'impostazione fMRI in un modo il più possibile simile a quello che i soggetti sperimenteranno (cioè, sdraiati su un semicerchio stretto).

PICTURE LEGENDS:

1. Impostazione per un tipico esperimento che coinvolge TMS, eye tracking, stimolazione visiva e pressione dei pulsanti
2. Le postazioni di lavoro degli sperimentatori consentono il controllo in tempo reale del comportamento e dei movimenti oculari del soggetto
3. Setup per lo studio dei movimenti di avvicinamento verso LED montati su pannello in plexiglass

La stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un metodo non invasivo per eccitare i neuroni nel cervello: deboli correnti elettriche vengono indotte nel tessuto tramite campi magnetici che cambiano rapidamente (induzione elettromagnetica). La TMS può essere utilizzata per integrare altri metodi delle neuroscienze e fornisce una metodologia unica per determinare il vero significato funzionale dei risultati degli studi di neuroimaging e la relazione causale tra l'attività cerebrale focale e il comportamento.

STRUMENTI DISPONIBILI

• TMS Magstim Super Rapid²
• TMS Magstim BiStim²
• Due Double 70mm Alpha Coil
• Single 90mm Remote Control Coil
• D360 8-Channel Patient Amplifier (per la registrazione di Elettroencefalografia, Elettromiografia o Potenziali Evocati)
• CED Power 1401 (interfaccia ad alte prestazioni per acquisizione e analisi dati)
• Polhemus Fastrack Neuronavigation System (Quattro Short Ranger TX1 +  8" Stylus)
• SofTAX Software for the neuronavigation (permette la neuronavigazione sul cervello del soggetto anche senza MPRAGE).
• Mechanical arm (per mantenere l'impugnatura della bobina angolata nella posizione corretta)
• Computer desktop per la presentazione di stimoli visivi