The neuroanatomical organization of intrinsic brain activity measured by fMRI activity in the human visual cortex

Het bestaan ​​van intrinsieke neuronale activiteit op vele schalen is aangetoond met behulp van verschillende methodologische benaderingen, maar de biologische relevantie ervan begrijpen we nog niet goed. Een manier om intrinsieke neuronale activiteit bij mensen te bestuderen is door gebruik te maken van rusttoestand (resting-state; RS) functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI). In mijn proefschrift, getiteld ”The Neuroanatomical Organization of Intrinsic Brain Activity Measured by fMRI in the Human Visual Cortex”, beschrijf ik nieuwe RS-fMRI analyses die een opmerkelijke mate van detail onthullen over de functionele neuro-anatomische organisatie van de menselijke visuele cortex. Ik heb deze analyses toegepast om de lokale en gedistribueerde hersendynamiek binnen en tussen verschillende delen van de visuele cortex te onderzoeken. Ik laat daarbij zien hoe deze dynamiek als gevolg van verschillende manieren van stimulering verandert. Ik besluit mijn proefschrift door mijn bevindingen te interpreteren en te bespreken in het licht van verschillende theoretische perspectieven. Ik benadruk dat er, naast extern opgewekte reacties, ook een constante stroom van interne processen bestaat. Daarmee moet rekening worden gehouden omdat ze ook bijdragen aan de neuronale activiteit in de visuele cortex. Hoewel ik me heb gericht op het visuele systeem, kan de benadering die ik heb ontwikkeld worden toegepast op elk corticaal netwerk om veranderingen in hersendynamiek te bestuderen onder verschillende experimentele omstandigheden. Samenvattend, de bevindingen verkregen met behulp van mijn nieuwe fMRI-analyses leveren bewijs dat de intrinsieke fluctuaties in activiteit in de vroege corticale visuele cortex wijzen op functioneel relevante processen. Mijn bevindingen ondersteunen het gebruik van RS-fMRI voor het karakteriseren van de corticale functie en connectiviteit bij gezonde personen en mensen met een aandoening.The existence of intrinsic neuronal activity has been demonstrated at many scales using a variety of methodological approaches, yet its biological relevance is only beginning to be understood. One way to study intrinsic neuronal activity in humans is by using resting-state (RS) functional magnetic resonance imaging (fMRI). In my thesis, titled ”The Neuroanatomical Organization of Intrinsic Brain Activity Measured by fMRI in the Human Visual Cortex”, I describe new RS-fMRI analyses that reveal a remarkable amount of detail about the functional neuroanatomical organization of the human visual cortex. I applied these to investigate local and distributed brain dynamics within and between visual cortical regions, and show how these dynamics change under different stimulation conditions. I conclude my thesis by interpreting and discussing my findings in the light of various theoretical perspectives. I stress that – in addition to externally triggered responses – there is a constant stream of internal processes that we should take into account as well. While I have focused on the visual system, the approach I have developed can be applied to any cortical network to study brain dynamics in a variety of experimental conditions. In summary, the findings obtained with my new fMRI analyses provide evidence that intrinsic fluctuations in activity recorded by means of fMRI from early cortical visual field maps are pointers to functionally relevant processes. They support the use of RS-fMRI for characterizing cortical function and connectivity in health and disease