Rofo 2015; 187(10): 892-898
DOI: 10.1055/s-0041-105062
Neuroradiology
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

PaMiNI-Derived Co-Activation Patterns Indicate Differential Hierarchical Levels for Two Ventral Visual Areas of the Fusiform Gyrus

PaMiNI basierte Koaktivierungsmuster zeigen unterschiedliche hierarchische Stufen von zwei ventralen visuellen Arealen des Gyrus fusiformis
J. Caspers
1  Department for Diagnostic and Interventional Radiology, Universitiy Hospital Düsseldorf, Germany
,
S. B. Eickhoff
2  Institute of Clinical Neuroscience and Medical Psychology, Heinrich-Heine-University Düsseldorf, Germany
,
K. Amunts
3  C. and O. Vogt Institute for Brain Research, Heinrich-Heine-University Düsseldorf, Germany
,
G. Antoch
1  Department for Diagnostic and Interventional Radiology, Universitiy Hospital Düsseldorf, Germany
,
K. Zilles
4  Institute of Neuroscience and Medicine (INM-1), Research Centre Jülich, Germany
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

02 July 2015

05 August 2015

Publication Date:
28 September 2015 (online)

Abstract

Purpose: To investigate the distribution of co-activation patterns of the recently identified ventral visual areas FG1 and FG2 of the posterior fusiform gyrus using the novel meta-analytic approach PaMiNI (Pattern Mining in NeuroImaging).

Materials and Methods: All neuroimaging experiments reporting activation foci within FG1 or FG2 were retrieved from the BrainMap database. The stereotaxic activation foci in standard reference space were analyzed with PaMiNI. Here, Gaussian mixture modeling was applied to the stereotaxic coordinates of all foci to identify the underlying brain regions of each dataset. Then, association analysis was performed to reveal frequent co-activations across the modeled brain regions.

Results: Co-activation patterns of FG1 were mainly found within the visual system, i. e. in early visual areas, and were symmetrically distributed across both hemispheres. FG2 features several extra-visual co-activations, mainly to inferior frontal, premotor and parietal regions. Furthermore, the co-activations of FG2 showed clear lateralization to the left FG2.

Conclusion: FG1 shows characteristics of an intermediate visual area between the early ventral visual cortex and the category-specific higher-order areas. Co-activation patterns of FG2 indicate that FG2 is a higher-order visual area that probably corresponds to the posterior fusiform face area and partly the visual word-form area.

Key points

• Co-activation patterns of areas FG1 and FG2 were analyzed with PaMiNI.

• FG1 features mainly symmetric co-activations to areas of the visual system.

• FG2 shows several extra-visual co-activations, which are left-lateralized.

• FG1 corresponds to a hierarchically intermediate, FG2 to a higher-order visual area.

• The PaMiNI approach is extended to seed-specific mapping of co-activation patterns.

Citation Format:

• Caspers J, Eickhoff SB, Amunts K et al. PaMiNI-Derived Co-Activation Patterns Indicate Differential Hierarchical Levels for Two Ventral Visual Areas of the Fusiform Gyrus. Fortschr Röntgenstr 2015; 187: 892 – 898

Zusammenfassung

Ziel: Untersuchung der Verteilung von Koaktivierungsmustern der kürzlich entdeckten ventralen visuellen Areale FG1 und FG2 auf dem posterioren Gyrus fusiformis mit dem neuartigen meta-analytischen Verfahren PaMiNI (Pattern Mining in NeuroImaging).

Material und Methoden: Alle Neurobildgebungsstudien, die Aktivierungen in FG1 oder FG2 berichten, wurden aus der BrainMap Datenbank abgerufen. Die berichteten stereotaktischen Aktivierungsfoci im standardisierten Referenzraum wurden mit PaMiNI analysiert. Hierbei wurde Gaussian mixture modeling auf die dreidimensionalen Koordinaten der Aktivierungen angewandt, um die dem entsprechenden Datensatz zugrunde liegenden Hirnregionen zu identifizieren. Anschließend wurde eine Assoziationsanalyse durchgeführt, welche häufige Koaktivierungsmuster zwischen den modellierten Hirnregionen erkennen lässt.

Ergebnisse: Die Koaktivierungsmuster von FG1 waren hauptsächlich innerhalb des visuellen Systems zu finden, insbesondere in frühen visuellen Arealen, und sie waren symmetrisch bezüglich der beiden Hemisphären. FG2 wies zahlreiche extra-visuelle Koaktivierungen auf, vor allem zu interioren frontalen, prämotorischen und parietalen Regionen. Zudem zeigten die Koaktivierungen von FG2 eine klare Lateralisierung zur linken Seite.

Schlussfolgerung: In der Hierarchie des ventralen visuellen Systems zeigt FG1 Merkmale eines intermediären visuellen Areals zwischen den frühen visuellen und den Kategorie-spezifischen höheren Arealen. Die Koaktivierungen von FG2 weisen darauf hin, dass FG2 ein hierarchisch höheres Areal ist, welches wahrscheinlich der posterioren „fusiform face area“ und anteilig der „visual word-form area“ entspricht.

Kernaussagen

• Koaktivivierungsmuster von FG1 und FG2 wurden mit PaMiNI analysiert.

• FG1 weist weitgehend symmetrische Koaktivierungen mit Arealen des visuellen Systems auf.

• FG2 zeigt zahlreiche extra-visuelle Koaktivierungen, die links-lateralisiert sind.

• FG1 entspricht einem hierarchisch intermediären, FG2 einem höhergeordneten visuellen Areal.

• Der PaMiNI Ansatz wird um die Seed-spezifische Kartierung von Koaktivierungsmustern erweitert.