Eye-tracker MRI compatibile: ottimizzazione di un codice per l'analisi delle immagini

Nel presente lavoro viene discussa la combinazione di acquisizioni di risonanza magnetica funzionale (fMRI) con tecniche di eye-tracking, il cui utilizzo è in rapida crescita nel campo delle neuroscienze. Entrambe le tecniche sfruttano principi fisici per fornire una misura indiretta dell'attività cerebrale. La fMRI rileva la variazione del segnale BOLD sfruttando le diverse proprietà magnetiche dell'emoglobina ossigenata e non ossigenata; le tecniche di eye-tracking individuano la pupilla mediante il riflesso di raggi infrarossi sulla cornea. L'output dell'eye-tracker viene analizzato mediante un codice MATLAB, implementato per segmentare le immagini ed estrarre le dimensioni della pupilla. L'eye-tracker utilizzato fa parte della strumentazione MRI compatibile presente nei laboratori dell'Istituto delle Scienze Neurologiche di Bologna e sfrutta la tecnologia Pupil-Center Corneal-Reflection. Vengono discusse possibili applicazioni di studi che utilizzano fMRI ed eye-tracking con task cognitivi, con particolare riguardo allo Stroop test; questo task viene impiegato in ambito clinico per valutare l'attività cerebrale di specifiche aree e l'eventuale adiacenza a lesioni ma ha le potenzialità anche per essere utilizzato in ricerca per ottenere una conoscenza più profonda del funzionamento del cervello. I risultati ottenuti da questo tipo di test comprendono la variazione delle dimensioni della pupilla in seguito all'aumento del carico cognitivo, l'aumento dei reaction times (RTs) e la rilevazione delle aree del cervello che si attivano. Viene presentato infine un esempio di utilizzo del codice MATLAB in un'acquisizione di Stroop test con fMRI a 3T eseguita su un volontario sano; vengono individuate le aree del cervello interessate dallo stimolo e, con il software E-prime, vengono estratti i RTs per la condizione incongruente. Il RT medio trovato è superiore a quello riportato in altri studi, probabilmente a causa del fatto che il volontario non era madrelingua italiano