We describe a framework to generate a 3D digital atlas of the thalamus based on a series of stained histological sections of a primate. The contours of the thalamus were first drawn on the stained histological slices. The series of histological sections were then aligned and mapped onto the in vivo MRI of the same animal acquired prior to the sacrifice following a methodology described in Dauguet et al. (2007) [1Dauguet J., Delzescaux T., Conde F., Mangin J.F., Ayache N., Hantraye P., et al. Three-dimensional reconstruction of stained histological slices and 3D nonlinear registration with in vivo MRI for whole baboon brain J Neurosci Methods 2007 ;  164 : 191-204 [cross-ref]

Cliquez ici pour aller à la section Références] using the block face photographs as an intermediary modality. By applying the series of transformations previously estimated for the histological volume, the contours of the digital atlas were mapped onto the MRI data. The protocol was tested on two baboon brains for which the full series of slices were available, and a macaque brain for which a subset only of the histological slices were available demonstrating the ability of building digital atlases in the MRI geometry without mounting and staining all the brain slices. We then studied the accuracy of mapping the digital atlas of one baboon onto the MRI of the other baboon by comparing the overlapping with its original digital atlas. We finally used the digital atlas of one of the baboons to study the individual kinetic of the main thalamus nuclei on Positron Emission Tomography (PET) images providing a novel and accurate way of measuring very fine and local functional differences.

Nous décrivons un protocole pour créer un atlas digital 3D du thalamus à partir d’une série de coupes histologiques marquées de primate. Les contours du thalamus ont été d’abord tracés sur les coupes histologiques. La série de coupes histologiques a ensuite été alignée et amenée sur l’IRM in vivo du même animal acquis avant le sacrifice, en suivant une méthodologie décrite dans Dauguet et al. (2007) [1Dauguet J., Delzescaux T., Conde F., Mangin J.F., Ayache N., Hantraye P., et al. Three-dimensional reconstruction of stained histological slices and 3D nonlinear registration with in vivo MRI for whole baboon brain J Neurosci Methods 2007 ;  164 : 191-204 [cross-ref]

Cliquez ici pour aller à la section Références] et en utilisant les photographies du bloc cerveau comme modalité intermédiaire. En appliquant la série de transformations préalablement estimées pour le volume histologique, les contours de l’atlas digital ont été amenés sur l’IRM. Le protocole a été testé sur deux cerveaux de babouin pour lesquels la série complète de coupes était disponible et un cerveau de macaque pour lequel un sous-ensemble de coupes seulement était disponible, démontrant la possibilité de construire un atlas digital dans la géométrie de l’IRM sans monter sur lames ni marquer toutes les coupes du cerveau. Nous avons ensuite étudié la précision obtenue lorsque l’atlas digital d’un des babouins est amené dans la géométrie de l’IRM du second babouin en comparant le recouvrement avec l’atlas digital original. Enfin, nous avons utilisé l’atlas digital du premier babouin pour étudier la courbe cinétique individuelle de chacun des noyaux du thalamus sur des images de tomographie par émission de positons (TEP) proposant ainsi une manière innovante et précise de mesurer localement de très petites variations fonctionnelles.