Dizeux, Alexandre, Gesnik, Marc, Ahnine, Harry, Blaize, Kevin, Arcizet, Fabrice, Picaud, Serge, Sahel, José-Alain, Deffieux, Thomas, Pouget, Pierre, Tanter, Mickael, Physique pour la médecine (UMR 8063, U1273), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de la Vision, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Pittsburgh School of Medicine, Pennsylvania Commonwealth System of Higher Education (PCSHE), Gestionnaire, Hal Sorbonne Université, Physique pour la médecine (PhysMed Paris), Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Imagerie Biomédicale (LIB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Langevin ondes et images, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-ESPCI ParisTech-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institut Langevin - Ondes et Images, Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-ESPCI ParisTech-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (CRICM)
Neuroimaging modalities such as MRI and EEG are able to record from the whole brain, but this comes at the price of either limited spatiotemporal resolution or limited sensitivity. Here, we show that functional ultrasound imaging (fUS) of the brain is able to assess local changes in cerebral blood volume during cognitive tasks, with sufficient temporal resolution to measure the directional propagation of signals. In two macaques, we observed an abrupt transient change in supplementary eye field (SEF) activity when animals were required to modify their behaviour associated with a change of saccade tasks. SEF activation could be observed in a single trial, without averaging. Simultaneous imaging of anterior cingulate cortex and SEF revealed a time delay in the directional functional connectivity of 0.27 ± 0.07 s and 0.9 ± 0.2 s for both animals. Cerebral hemodynamics of large brain areas can be measured at high spatiotemporal resolution using fUS., Neuroimaging modalities such as MRI and EEG are able to record brain activity, but spatiotemporal resolution and sensitivity are limited. Here, the authors show how a recently developed method, functional ultrasound imaging (fUS), can measure brain activation during cognitive tasks in primates.