原文链接:What about fMRI of the visual system?
- 概要
从视网膜到初级视觉皮层有交叉和非交叉的投射通路
神经科学的学生应该对视觉通路的基础解剖都很熟悉：光进入眼睛，刺激视网膜细胞（retinal cells），其完整的输出纤维沿视神经（optic nerves）走行，在视交叉（optic chiasm）处部分交叉，并继续沿视束（optic tracts）到达丘脑（thalamus）外侧膝状体核（lateral geniculate nucleus，LGN）的突触（synapse）。视辐射从LGN产生，终止于枕叶（occipital lobe）初级视觉皮层（ primary visual cortex）特定区域的神经元，初级视觉皮层，也称为striate cortex或第一视觉区（V1）。视网膜到V1的投射是高度组织化的，每个视野投射到对侧大脑半球（这句话有些不对，并不是每个视野都投射到对侧）。
枕叶（紫色）上的初级视觉皮层连接到后顶叶区
（绿色）和颞下叶区（灰色）的相关区域分别通过背侧和腹侧的流
视觉信息最复杂的整合发生在纹状体外皮层（extrastriate cortex），视觉联合区域表示为V2-V6，位于枕叶，颞叶和顶叶的相邻处。有两种通路传送信号到这些区域：腹侧流被认为负责物体识别和长期视觉记忆的存储；背侧流被认为与物体空间位置和运动知觉相关。
使用棋盘格图案做的视觉皮层BOLD/fMRI实验。注意到
外侧膝状体（lateral geniculate nucleus，LGN）（绿色箭头）的激活
历史上看，20世纪90年代最早的fMRI实验就有涉及视觉皮层激活的实验。目前视觉系统fMRI主要的临床应用是脑肿瘤，血管畸形，和其它有影响视觉中枢通路病变患者的术前规划。DeYoe等人已经开发了一套能够产生比较强BOLD信号的实验模式，该实验使用缓慢扩大的棋盘环和楔形图案，使得视野偏心距和角位置都能在合理的时间框架内得到映射。采集fMRI数据时一般也会进行弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI），用于确定与这些皮层区关联的白质纤维束。
高级讨论
许多基础科学研究正在使用fMRI研究人类视觉相关区域的功能，但是目前尚未达到术前手术规划的临床实用阶段，但可能在不久的将来就能实现这一目标。
- 参考材料
- American Society of Functional Neuroradiology (ASFNR). Functional Imaging Paradigms (2007). Available from http://www.asfnr.org/wp-content/uploads/ASFNR-BOLD-Paradigms.pdf (visual paradigms on pp. 37-40)
- DeYoe EA, Ulmer JL, Mueller WM, et al. Imaging of the functional and dysfunctional visual system. Semin Ultrasound CT MRI 2015; 36:234-248.
- Engel SA, Glover GH, Wandell BA. Retinotopic organization in human visual cortex and the spatial precision of functional MRI. Cereb Cortex 1997; 7:181-192. (Description of the traveling wave method, commonly used for visual fMRI experiments).
- Mishkin M, Ungerleider LG, Macko KA. Object vision and spatial vision: two cortical pathways. Trends Neurosci 1983; 6:414-417. (famous paper describing the "two-stream hypothesis" for visual processing)
- Warnking J, Dojat M, Guérin-Dungué A, et al. fMRI retinotopic mapping —step by step. NeuroImage 2002; 17:1665-1683.
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