Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Bestudering van de functie van Deep Corticale en subcorticale structuren met behulp van stereotactische Electroencephalography: Lessen uit de anterior cingulate cortex

Published: April 15, 2015 doi: 10.3791/52773

Summary

Stereotactische Electroencephalography (SEEG) is een operatietechniek gebruikt bij epilepsie chirurgie te helpen lokaliseren beslag brandpunten. Het biedt ook een unieke gelegenheid om de hersenfunctie te onderzoeken. Hier beschrijven we hoe SEEG kunnen worden gebruikt om cognitieve processen bij mensen te onderzoeken.

Abstract

Stereotactische Electroencephalography (SEEG) is een techniek die gebruikt wordt om inbeslagneming brandpunten bij patiënten te lokaliseren met medisch onbehandelbare epilepsie. Deze procedure houdt de chronische plaatsing van meerdere diepte elektroden in hersengebieden typisch toegankelijk via subduraal roosterelektrode plaatsing. SEEG biedt dus een unieke gelegenheid om de hersenfunctie te onderzoeken. In dit artikel tonen we hoe SEEG kunnen worden gebruikt om de rol van de dorsale anterieure cingulate cortex (Dacc) in cognitieve controle te onderzoeken. We een beschrijving van de SEEG procedure, waaruit de chirurgische plaatsing van de elektroden. We beschrijven de componenten en procedures ter verhoging van de lokale veld potentieel (LFP) gegevens opnemen van toestemming onderwerpen terwijl ze bezig zijn met een gedrags-taak. In het voorbeeld, onderwerpen spelen een cognitieve interferentie taak, en we laten zien hoe signalen worden geregistreerd en geanalyseerd van elektroden in de dorsale anterieure cingulate cortex, een gebied intimlijk betrokken bij de besluitvorming. We sluiten met verdere suggesties manieren waarop deze werkwijze kan worden toegepast voor het onderzoeken van menselijke cognitieve processen.

Introduction

Epilepsie is een veel voorkomende neurologische aandoening die gekenmerkt wordt door meerdere recurrente aanvallen in de tijd, goed voor 1% van de wereldwijde last van ziekten 1. Anti-epileptische geneesmiddelen niet aanvallen beheersen 20 - 30% van de patiënten 2,3. In deze medisch onbehandelbare patiënten, wordt epilepsiechirurgie vaak aangegeven 4,5. De beslissing om door te gaan met een operatie nodig lokaliseren van de inbeslagname focus, een voorwaarde voor het formuleren van een chirurgische plan. Aanvankelijk zijn niet-invasieve technieken die gebruikt worden om lateralize en lokaliseren van de inbeslagname focus. Elektro-encefalogram (EEG), bijvoorbeeld, opgenomen maatregelen corticale elektrische activiteit van elektroden op de hoofdhuid en vaak voldoende informatie over de locatie van het beslag focus. Bovendien kan magnetische resonantie imaging (MRI) discrete laesies, zoals hippocampale sclerose, de klassieke pathologie in de meest voorkomende vorm van medisch hardnekkige epilepsie, mesiale t demonstrerenemporal kwab epilepsie (MTLE).

Vaak echter de invasieve opwerken staat is een aanval aandacht identificeren. In deze gevallen is invasief electrocorticography (ECoG) met intracerebrale elektroden nodig om de focus te lokaliseren en begeleiden verdere chirurgische behandeling 6. ECoG is een neurofysiologische techniek om elektrische activiteit meten met elektroden in direct contact met de hersenen. Rasters of stroken oppervlak (subduraal) elektroden op het oppervlak van de hersenen, een proces dat een craniotomie (verwijdering van een botdeksel) en grote opening van de dura vereist geplaatst. Deze oppervlakte-elektroden kunnen via vermeende (en) beslaglegging begin geplaatst. De distale einden van de elektroden tunnel door kleine openingen in de huid en verbonden met het controleapparaat in het epilepsie bewakingseenheid (EMU). In de EMU, wordt de patiënt gecontroleerd op klinische epileptische activiteit door middel van continue video en ECoG opnames. Deze techniek is nuttig voor het opvangen lange termijn (dagen tot weken) opnames van ictal en interictale elektrische ontladingen over relatief grote gebieden van de corticale oppervlak. Hoewel deze intracraniële opnames zijn van onschatbare waarde klinisch voor het onderzoeken van inbeslagneming brandpunten en vermeerdering, ze bieden ons ook de gelegenheid om de cognitieve functie en neurofysiologie bij mensen die een speciaal ontworpen gedragstaken onderzoeken.

ECoG gebruik subduraal rasterelektroden werd gebruikt om verschillende aspecten van corticale functies, zoals sensorische en taalverwerking onderzoeken. Als één van de vele voorbeelden, Bouchard et al toonden de tijdelijke coördinatie van de orale musculatuur bij de vorming van lettergrepen gesproken taal ventrale sensorimotorische cortex, een gebied geïdentificeerd als de menselijke spraak sensorimotorische cortex 7. Bovendien ECoG met subduraal raster plaatsing werd ook gebruikt om de mechanismen die de mens in staat zijn om Atten studerend aan een bepaalde stem in een menigte: de zogenaamde 'cocktail party effect' 8,9. ECoG opnames aangetoond dat er twee verschillende neuronale bands die dynamisch bijhouden toespraak stromen, zowel lage frequentie fase en high-gamma amplitude schommelingen, en dat er verschillende verwerking locaties - een 'modulatie' site dat beide luidsprekers tracks, en een 'selectie' site die de bijgewoond prater 5 tracks.

Een andere nieuwe toepassing van ECoG met subdurale plaatsing van de elektroden is het potentieel voor gebruik met Brain Computer Interfaces (BCI), die "decoderen" neuronale activiteit met het oog op een externe uitgang rijden. Deze technologie heeft het potentieel waardoor patiënten met ernstige hersenen of het ruggenmerg letsel te communiceren met de wereld en manipuleren prothesen 10,11.

Terwijl subduraal raster plaatsing sterk heeft bijgedragen aan ons begrip van superoppervlakkige corticale gebieden en is nuttig bij het identificeren corticale epileptogene foci, deze techniek vereist een craniotomie en de bijbehorende risico's en het algemeen beperkt tot het bestuderen van het buitenoppervlak van de hersenen. Stereotactische elektro-encefalografie (SEEG) is een techniek die de beoordeling van diepe epileptogene foci 12 mogelijk maakt. Met een lange geschiedenis van gebruik in Frankrijk en Italië, het wordt ook steeds vaker gebruikt in de VS 13. SEEG betreft de plaatsing van meerdere elektroden (meestal 10-16) diep in de stof van de hersenen door middel van kleine (enkele mm) spiraalboor braam gaten. Voordelen van SEEG dan subduraal raster plaatsing onder de minder invasieve karakter, het gemak van het onderzoek van bilaterale hemisferen wanneer dat nodig is, en de mogelijkheid om driedimensionale kaarten van inbeslagneming voortplanting te genereren. Bovendien zijn deze elektroden kan de identificatie van diepe epileptogene foci die voorheen moeilijk te identificeren met oppervlakte-elektroden waren. Deze procedure ook provides de mogelijkheid om neurofysiologische en functie van diepe corticale structuren zoals het limbische systeem, de mesoparietal cortex, de mesotemporal cortex en de orbitofrontale cortex, die voorheen moeilijk rechtstreeks onderzoeken bij mensen te onderzoeken.

Deze paper toont aan hoe SEEG kan worden gebruikt om de cognitieve functie onderzoeken in de dorsale anterieure cingulate cortex (Dacc). De Dacc is een algemeen onderzocht hersengebied, maar het is ook een van de meest slecht begrepen. Beschouwd als een belangrijke regio voor humane cognitie, is het waarschijnlijk dat de Dacc is centraal in de dynamische neurale verwerking van beslissingen in het kader van continu veranderende eisen gesteld door de omgeving 14. Studies in zowel primaten 15,16 en mensen 17 suggereren dat de Dacc integreert potentiële risico's en voordelen van een bepaalde actie, met name in situaties van meerdere gelijktijdige tegenstrijdige eisen 18-21, en ​​modulates deze beslissingen in het kader van eerdere acties en hun resultaten 14,22,23.

De Multi-Source Interferentie Task (MSIT), een Stroop-achtige gedragstaak, wordt vaak gebruikt om de verwerking conflict in de Dacc onderzoeken. De MSIT taak activeert de Dacc door het aantrekken van neuronen die betrokken zijn bij meerdere domeinen van de verwerking gereguleerd door de Dacc 24,25. Deze taak specifiek activeert de Dacc door het testen van kenmerken van de besluitvorming, doeldetectie, novelty detectie, foutdetectie, respons selectie en stimulus / respons concurrentie. Bovendien, de MSIT taak introduceert meerdere dimensies van cognitieve storingen, die worden gebruikt in deze studie Dacc neurale reacties gelijktijdig conflicterende stimuli met SEEG onderzoeken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Zorg ervoor dat elke patiënt wordt beoordeeld op geschiktheid voor het onderzoek, en de juiste patiënten moeten worden ingestemd voor deelname aan de studie volgens de lokale IRB procedures.

1. Selectie van patiënten voor SEEG en Onderzoek

  1. Patiënt selectie voor SEEG
    Opmerking: Epilepsie patiënten moeten klinisch worden beoordeeld door een multidisciplinair team bestaande uit epileptologen, neuropsychologen en neurochirurgen.
    1. Zorg ervoor dat de patiënt medisch refractaire focale epilepsie, gedefinieerd als niet reageren op minstens 2 adequate studies van anti-epileptische medicatie.
    2. Ervoor te zorgen dat niet-invasieve technieken hebben gefaald om de epileptogene foci lokaliseren.
    3. Bevestig met multidisciplinair team dat de patiënt niet geschikt is voor het onderzoek alleen met subdurale raster elektroden.
    4. Bevestig met multidisciplinair team dat er klinisch vermoeden van een diepe inbeslagneming onset zone.
  2. <li> Patiënt selectie voor onderzoekstaak
    1. Zorg ervoor dat onderwerp is in de leeftijd tussen 13 en 65 jaar.
    2. Verkrijgen toestemming of instemming (samen met toestemming van de ouders, indien onder de leeftijd van 18 jaar) van de patiënt.
    3. Zorg ervoor dat proefpersonen in staat zijn om deel te nemen aan de taak en samen te werken met het testen.

2. Voorbereiding en Implantatie Techniek

  1. Voer een volumetrische T2 en contrastversterkte volumetrische T1 MRI preoperatief en de beelden naar de stereotactische navigatiesoftware, volgens het protocol van de fabrikant.
    1. Plan de diepte elektrode doelstellingen op basis van de MRI en klinische verdenking van inbeslagneming brandpunten.
      Opmerking: De voorbeelden zijn gebaseerd op de BrainLab navigatiesoftware en zijn dus specifiek voor dit systeem. Echter, elke stereotactische navigatiesoftware gebruikt diepte elektroden trajecten en plaatsing plannen.
    2. Definieer de anatomische regio van belang alshet richtpunt binnen de functie "stereotactische Planning" in de stereotactische navigatiesoftware.
    3. Gebruik bijvoorbeeld Dacc als het doelwit van belang. Om zijn traject, drukt definiëren "Nieuwe Traject" en druk op "target" en klik op de Dacc. Centreer de doelgroep in het midden van Dacc door het onderzoeken Dacc in alle 3 vliegtuigen (axiale, coronale en sagittale) en te klikken op het midden van Dacc in elk vlak.
      1. Definieer het ingangspunt op de hoofdhuid binnen de functie "stereotactische Planning" in de stereotactische navigatiesoftware.
    4. Kies bijvoorbeeld een punt op de hoofdhuid lijkt de kortste weg naar het Dacc zijn. Druk op "entry" en kies het punt op de hoofdhuid om de invoer punt te maken.
    5. Klik en sleep de "doel" en "invoer" verwijst naar de gedefinieerde traject wijzigen om corticale en subcorticale vasculaire structuren, alsook eventuele welsprekende ce voorkomenrebral regio.
    6. Herhaal dit voor alle geplande diepte elektrode targets (figuur 1).
    7. Toegeven dat de patiënt op de ochtend van de operatie, breng aan de operatiekamer, en veroorzaken onder narcose 26,27.
    8. Bevestig een Cosman-Roberts-Wells (CRW) stereotactische headframe aan het hoofd van de patiënt met schedel schroeven.
    9. Het verkrijgen van een volumetrische CT met de headframe op zijn plaats.
    10. Laad de volumetrische CT en MRI-beelden in de stereotactische navigatiesoftware via de "Load en Import" functie.
    11. Klik op de functie "lokalisatie" in de stereotactische navigatiesoftware.
    12. Lokaliseren van de CRW headframe met één van de door de stereotactische navigatiesoftware zijn gedefinieerd als het headframe en dan het indrukken van de "localizer Toewijzen" knop afbeeldingen te klikken op.
    13. Klik op de functie "AC / PC Localization" binnen de stereotactische navigatiesoftware.
    14. Identify de voorste en achterste commissuren op basis van hun anatomische locatie.
    15. Wijzen de voorste en achterste commissuren via de "Set AC / PC-systeem" functie binnen de stereotactische navigatiesoftware.
    16. Klik op de functie "Afbeelding Fusion" binnen de stereotactische navigatiesoftware.
    17. De CT-beelden met de MRI-beelden samen te voegen in de stereotactische navigatiesoftware 28,29. Klik op de gepaarde volumetrische CT en MRI-beelden onder het tabblad "Fusion" en klik vervolgens op "Auto Fusion".
      Opmerking: Dit plaatst de MRI binnen het stereotactische frame van coördinaten.
    18. Klik op de functie "stereotactische Planning" in de stereotactische navigatiesoftware en bevestig de geplande trajecten uit stappen 2.1.2 - 2.1.6.
    19. Kies de volumetrische CT als de stereotactische verwijzing onder het tabblad "stereotactische functies".
    20. Klik op het pictogram "print" in tHij verticale kolom van pictogrammen om de finale stereotactische coördinaten af te drukken voor elke diepte elektrode traject 30,31.
  2. Implantatietechniek
    1. Breng de patiënt naar de operatiekamer na de CT-scan.
    2. Bereiden en drapeer het chirurgische veld met behulp van routine-steriel methoden 32,33.
    3. Zorg dat er een fluoroscoop in de operatiekamer en gedrapeerd samen met de rest van het operatiegebied.
    4. Met behulp van de gedrukte stereotactische coördinaten vanaf stap 2.1.20, stelt u de coördinaten voor de eerste diepte-elektrode op de headframe.
      Opmerking: De stereotactische coördinaten worden gegeven in 3 vlakken: laterale (x), verticale (y) en anterior-posterior (z). Bijvoorbeeld, de afgedrukte coördinaten doel op de juiste Dacc zijn 48,2 mm AP, 6,6 mm lateraal en 2,2 mm verticaal. De headframe wordt dan ingesteld op die coördinaten dienovereenkomstig.
    5. Verleng de guideblock naar de huid en markeren de locatie van het boorgat op de sCalp met een markeerstift. Bevestig de guideblock plaats op basis van de stereotactische coördinaten en als zodanig geen oriëntatiepunten nodig om de incisie te markeren.
    6. Injecteer 2-3 ml 0,5% bupivicaine in een 1: 100.000 verdunning van epinefrine in de gemarkeerde incisie.
    7. Maak een inkeping in de hoofdhuid met een scalpel tot op de schedel in de gemarkeerde incisie.
    8. Cauterize de dermis en diepe weefsel met behulp van monopolaire cautery gericht met een gecoate afsluiter om eventuele bloeden uit bloedvaten in de huid of onderhuids weefsel te minimaliseren.
    9. Boor een boorgat met behulp van een 2,1 mm spiraalboor beetje in het midden van de incisie.
    10. Open de dura met een stijve obturator probe. Schroef een anker bout in de schedel. Plaats een pre-gemeten stylet sonde door het anker bout om een ​​track voor de elektrode te maken.
    11. Vooraf de electrode voorzichtig de vooraf berekende diepte. Draai het anker bout dop naar beneden om de elektrode te beveiligen.
    12. Herhaal dit proces voor allede diepte elektroden.
    13. Plaats de fluorescoop onder en rond het hoofd van de patiënt zowel AP en het zijvlak aan fluoroscopische beelden te verkrijgen adequate plaatsing trajecten van alle elektroden waarborgen.
    14. Verbind de elektroden met de klinische EEG ter plaatse geschikt impedanties controleren.
    15. Wek de patiënt uit narcose en het vervoer naar de uitslaapkamer, en vervolgens aan de EMU.
    16. In de EMU, het toezicht op de patiënt via een gesloten circuit monitoringsysteem voor klinische aanvallen en via ECoG voor elektrografisch bewijs van toevallen.

3. Behavioral Taak en Data Acquisition

  1. Gedragstaak
    1. Open gedrags-software op de computer die uitsluitend gewijd aan het uitvoeren van de gedrags-software.
      Opmerking: De instructies zijn gebaseerd op MonkeyLogic, een MATLAB toolbox ontwikkeld voor de presentatie en de uitvoering van tijdelijk precieze psychofysische taken 34,35 en zijn dus specifieke aan dat gedragsproblemen software platform. Dit programma wordt uitgevoerd op Matlab versie 2010a en vereist de "Data Acquisition Toolbox." Echter, elke gedrags software platform kunnen presenteren visuele stimuli en opnemen van elektrofysiologische gegevens gebruikt worden.
    2. Stel de omstandigheden bestand ontworpen om de MSIT taak uit te voeren naar alle vier soorten trial van gelijke frequentie omvatten.
      Opmerking: De MSIT taak bestaat presenteren het subject met een cue drie getallen tussen 0 en 3, waarbij twee van de getallen, het "afleiders", hetzelfde zijn en een getal, de "doel", anders.
      1. Instrueer de inachtneming van de 'target' te identificeren door op de bijbehorende knop op een knop doos. Als '1' is het doel, de linker knop is de juiste keuze. Als '2', de middelste knop, en als '3', de juiste knop. '0' niet overeenkomt met een mogelijke (afbeelding 2).
      2. Druk op de "Set voorwaarden" knop en kies de gewenste omstandigheden bestand in te stellen in de voorafgaande stap.
        Let op: Er zijn twee soorten van cognitieve storing die conflict tijdens het besluitvormingsproces te induceren. Flanker interferentie proeven optreden wanneer de afleiders zijn mogelijk (1, 2, of 3, in plaats 0) toets keuzes (bijv., 121), terwijl de ruimtelijke interferentie proeven optreden wanneer het beoogde aantal van ruimtelijke locatie verschilt van de reactie bevindt (bijvoorbeeld, 200 waarbij de middelste knop het juiste antwoord, ondanks het feit dat het doelnummer in de linker stand). Er zijn vier types proces gebaseerd op de aanwezigheid of afwezigheid van deze twee soorten storingen.
      3. Test de gedrags monitor door te klikken op "Test" in het vak display. 3 sec - De monitor moet de test visuele stimulans voor 2 tonen.
      4. Sluit het onderwerp interface device (knop doos) op de analoge ingangen van de gegevensacquisitie board op de computer gewijd aan het opnemen van de elektrofysiologische gegevens via drie standaard BNC-kabels.
      5. Sluit de doos knop om een ​​stroombron.
      6. Sluit de data-acquisitie boord om de 512-kanaals neurale signaalprocessor via een lintkabel gesplitst in 9 linten. 8 van de linten worden aangesloten poorten 0-7 op de digitale I / O deel van de data acquisitie board terwijl de 9de lint op poort 0 van de digitale PFI gedeelte van de data acquisitie board.
        Opmerking: De linten stuur 8-bit digitale markers (poorten 0-7, digitale I / O) en een stroboscooppuls (poort 0, digitaal PFI), het neurale signaalprocessor.
      7. Stel de gewenste sampling rate in de neurale signaalprocessor software.
        1. In dit voorbeeld, stel de gewenste sampling rate tot 50.000 samples per seconde, alias en down-sample online tot 1000 samples per seconde. Pas de sample rate aan de specifieke doelstellingen van de opdracht past. Sub-milliseconde nauwkeurig timingvereist een extreem hoge sampling rate.
      8. Sluit de versterker aan op de neurale signaalprocessor via glasvezelkabel.
      9. Sluit de neurale signaalprocessor om de gegevens streamer en de optische PCI-kaart in de neurale data acquisitie computer via glasvezelkabel.
    3. Data-acquisitie
      1. Gebruik het onderzoek rig voor de EMU elektrofysiologie met een 512-kanaals neurale signaalprocessor voor de verwerking en filtering gedigitaliseerd, voorversterkt elektrische signalen van de diepte-elektroden.
        Noot: Hoewel er 512 kanalen voor verwerking in de praktijk zijn er niet meer dan 15-20 elektroden voor klinische doeleinden. Daarom raden wij het opnemen van zoveel elektroden zo haalbaar als data grootte en ruimtelijke resolutie is nooit een probleem.
      2. Vervoeren het tuig naar de kamer van de patiënt, plaats de gedrags-monitor in de voorkant van de patiënt op een draagbare tafel en aan te sluiten op de gedragscontrole computerhet uitvoeren van de gedrags-software met behulp van een standaard DVI-kabel.
      3. Plaats de opname rig achter of aan de zijkant van het bed van de patiënt om zo onopvallend mogelijk blijven.
      4. Sluit het onderzoek systeem om de splitter dat het onderzoek de opname van het klinisch systeem scheidt.
      5. Controle opname parameters met de neurale signaalprocessor software 34,35.
        Opmerking: Dit systeem maakt een milliseconde controle over gedragsproblemen gebeurtenissen 34,35. Synchronisatie tussen neurale en gedragsgegevens kunnen worden bereikt met hetzij analoge impulsen codeert voor taak gebeurtenissen of digitale markers. Beide signalen kunnen worden verzonden via de digitale of analoge uitgangen van de data acquisitie bord om de analoge of digitale ingangen van de neurale signaalprocessor.
      6. Hand van de patiënt het onderwerp interface device (knop doos) en geef de taak instructies.
      7. Klik op "Run" om de taak uit te voeren.
      8. Laat de patiëntvoltooien 2 blokken van 150 trials elk.

    4. Data Analyse

    1. Open softwarepakket dat zorgt voor visualisatie van elektrofysiologische gegevens.
      Opmerking: De onderstaande instructies zijn specifiek voor Matlab versie 2010a maar elke software die zorgt voor visualisatie en manipulatie van elektrofysiologische gegevens kunnen worden gebruikt.
    2. Open .edf bestand met ruwe elektrofysiologische gegevens van de proefsessie.
    3. Visualiseren SEEG signaal van de zitting om te zorgen geen zichtbare artefact zoals epileptische ontladingen of beweging artefact (Figuur 3A).
    4. Overlay de timing pulsen van de gedrags-taak op de ruwe LFP trace (figuur 3B) om te illustreren hoe analoge pulsen kunnen proef structuur af te bakenen.
    5. Met behulp van de timing pulsen, lijnt de SEEG spoor te cue presentatie voor elk onderzoek (Figuur 3C).
    6. Verwijder uitschieters (> 4 standaarddeviaties)en artefact sporen (figuur 3D).
    7. Sla alle uitgelijnd proeven in een matrix voor verdere analyse (20 onderzoeken aangetoond gestapeld in figuur 3E).
    8. Gemiddeld LFP activiteit in de onderzoeken naar effecten van lawaai, artefact, of EEG-activiteit niet gerelateerd aan de gepresenteerde stimuli te verminderen, en om het signaal van belang (figuur 3F) te verhogen.
    9. Maak het ruwe, het proces gemiddeld spectrogram met behulp van multi-taps toelopende spectrale analyse 36-38.
      Opmerking: De tijd-frequentie-analyse kan worden gebruikt om de specifieke spectro-temporele dynamiek in enkele of meerdere proeven onderzocht. Deze methode maakt het onderzoek neuronale oscillaties bij verschillende frequenties in de tijd.
    10. Pad het signaal van elke proef met nullen naar de volgende grootste macht van 2 tot rand effecten te vermijden.
    11. Breng 800 ms schuifraam met 5 leiden tapers en een tijd-bandbreedte produkt van 9 elke 10 ms door de duur van het signaal naar de spec creërentrogram (Figuur 4A).
    12. Vermenigvuldig het logboek van het spectrogram met 10 en normaliseren tot een hogere frequentie-informatie weer te geven.
      Opmerking: Spectrogrammen kan worden genormaliseerd door een theoretische frequentieverdeling (dwz elke frequentiewaarde verhoogd om de negatieve 2e vermogen) (figuur 4B), het gemiddelde spectrum van enige fundamentele activiteit (figuur 4C), of door te delen door het gemiddelde en aftrekken van de standaardafwijking van de waarden in elke frequentieband (figuur 4D). Deze procedure maakt het onderzoek van specifieke frequentiebanden in zowel ruwe als genormaliseerde formulieren tijd wijzigingen specifieke taak. Bijvoorbeeld, hoge gamma band activering - is (70 150 Hz), die wordt getoond in figuur 3E, vermoedelijk lokale prikkelende werking van de lokale neuronale populatie rond de elektrode 39,40 weerspiegelen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Zodra een patiënt is geselecteerd voor SEEG plaatsing van de elektroden, hij / zij ondergaat een volumetrische T2 en T1 contrast versterkte MRI. SEEG elektrode trajecten worden vervolgens plannen met stereotactische navigatie van de volumetrische MRI sequenties (figuur 1). Deze techniek maakt het mogelijk voor de inzameling van de lokale veld potentials uit structuren diep in de cortex, zoals dorsale anterieure cingulate cortex (licht oranje traject, Figuur 1) dat niet mogelijk zou zijn met typische oppervlakte elektrode plaatsing. Post-operatief in de EMU, de patiënt voert de Multi-Source Interferentie Task (figuur 2), ontworpen om Dacc neuronen te activeren. Na een voldoende aantal proeven worden de plaatselijke veldpotentiaal gegevens van de SEEG elektroden Dacc voorbewerkte om de LFP gegevens cue presentatie uitlijnen voor verdere zinvolle analyse (Figuur 3). Bovendien, zodra gericht, LFP gegevens worden gemiddeld om cha onderzoekennge's in de gemiddelde elektrofysiologische respons tussen proef soorten (Figuur 3F). Vervolgens worden meerdere taps spectrogrammen aan veranderingen in frequentiebanden tijd (figuur 4) te onderzoeken. Zoals hoofdhuid EEG-onderzoek verschillende frequentiebanden zijn betrokken bij de activiteit gezien in Dacc, tijd-frequentie-analyse is een belangrijke methode om de elektrofysiologische veranderingen koppelen Dacc met gedrag.

Figuur 1
Figuur 1. Geplande SEEG elektrode Trajecten Met behulp van stereotactische Navigatie van Volumetrische T1 Contrast Enhanced MRI. Linksboven paneel. Top down view van driedimensionaal gereconstrueerd gezicht met bovenliggende geplande SEEG elektrode trajecten. Rechtsboven, linksonder en rechtsonder panelen. Axiale, sagittale en coronale uitzicht van geplande SEEG elektrode trajecten overstemd MRI patiënt. Oranjeelektrode trajecten vertegenwoordigen implantatie in de anterior cingulate cortex bilateraal. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 2
Figuur 2. De Multi-Source Interferentie Taak. In eerste instantie, het onderwerp fixeert op een kruis in het midden van het scherm voorafgaand aan de cue wordt getoond. De cue wordt vervolgens voorgelegd en moet de "target" nummer, dat het een getal anders dan de andere twee getallen gepresenteerd identificeren. Het onderwerp geeft de keuze met een druk op de knop: linkerknop als het doel is "1", midden als "2" en rechts als "3." In dit voorbeeld, als het onderwerp drukt op de middelste knop, hij / zij wordt aangetoond dat het nummer "2" in het groen, wat aangeeft dat hij / zij gemaaktde juiste keuze. Als hij / zij kiest voor een van de andere knoppen, "2" rood wordt weergegeven, wijst op een verkeerde keuze. Proefpersonen ondergaan ook studies waarin ze niet valence feedback over hun keuze, in welk geval de "2" wordt weergegeven in blauw, ongeacht of de keuze juist is of niet is ontvangen. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 3
Figuur 3. Preprocessing SEEG Data. (A) Alle gegevens opgenomen van een enkel kanaal in de Dacc. (B) Een minuut durende opname van anterior cingulate cortex met overlay tijdimpulsen voor de gedrags-taak. (C) De gegevens voor elk onderzoek afgestemd op de cue presentatie. (D) De gegevens voor elkproces afgestemd op de cue presentatie met uitschieters en artefact sporen verwijderd. (E) LFP uit 20 studies gericht op cue presentatie en gestapeld. F. Averaged LFP afgestemd op cue presentatie van een mediale prefrontale elektrode. Gestippelde lijnen geven het begin van het fixatiepunt. Gestippelde lijnen geven de cue ontstaan. Dash-gestippelde lijnen geven de gemiddelde responstijd. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 4
Figuur 4. spectrale analyse. (A) Raw-trial gemiddeld multi-taper spectrogram afgestemd op cue. (B) Hetzelfde spectrogram op een genormaliseerde met 1 / f2. (C) Dezelfde spectrogram in A genormaliseerd door het gemiddelde spectrum van 500 milliseconden before de cue. (D) Dezelfde spectrogram van (A) genormaliseerd door frequentieband. (E) Mean hoge gammaband vermogen voor genormaliseerde en niet genormaliseerde spectra. In alle percelen, gestippelde lijnen geven het begin van de fixatie punt, gestippelde lijnen geven de cue ontstaan, en dash-gestippelde lijnen geven de gemiddelde responstijd. Gekleurde balken geven de hoge gamma banden gebruikt in de (E). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

In dit artikel werd SEEG gebruikt om de activiteit van de lokale neuronale populaties in de Dacc tijdens een besluitvormingsproces taak bij de mens te onderzoeken. Vorige werk is de activiteit van individuele neuronen onderzocht in het Dacc behulp van intra-operatieve microelectode opnames 14 en aangetoond dat Dacc activiteit wordt gemoduleerd door de vorige activiteit. Microelectrode studies maken het onderzoek van de spiking activiteit van individuele neuronen. SEEG meet LFP, die verband houden met de gesommeerde synaptische potentialen over een grote populatie van neuronen. SEEG laat daarom de mogelijkheid om gelijktijdig te onderzoeken populatie neuronale activiteit uit verschillende gebieden van de hersenen.

Bij gebruik van een klinische techniek zoals SEEG om wetenschappelijke vragen te onderzoeken, is het essentieel om eerst voor zorgen dat de operatieve en onderzoeksplannen zijn uitgelijnd. Het klinische probleem op te lossen omvat het bepalen beslag onset zone en wi de patiëntll altijd voorrang. Omdat de werkzame plan afhankelijk van de klinische behoefte, zal het niet altijd mogelijk zijn om hetzelfde probleemstelling bij elke te onderzoeken. Aldus hebben we een reeks taken ontworpen om afzonderlijke wetenschappelijke vragen die kunnen worden aangepast aan operationele plan van de patiënt afhankelijk van de regio ondervraagd met elektroden beantwoorden ontwikkeld.

In deze studie werd SEEG LFP gegevens gebruikt om cognitieve controle doelgericht gedrag in de dorsale anterieure cingulate cortex onderzoeken diepe corticale structuur in de mediale prefrontale gebied dat moeilijk te onderzoeken bij de mens. LFP data acquisitie kan met veel verschillende systemen worden uitgevoerd. Een cruciaal aspect dat aandacht verdient is de sampling rate, omdat dit moet hoog genoeg zijn om de signalen waarin de onderzoeker geïnteresseerd is te verwerven. In het algemeen moet de bemonsteringsfrequentie vier keer hoger dan de hoogste frequentieband onderzocht. Bijvoorbeeld, indien het onderzoeker is geïnteresseerd in het kijken naar evoked potentials (<50 Hz), hoeft de sampling rate slechts rond de 200 samples / s. Indien de wetenschappelijke vraag verricht door onderzoek hoog gamma-activiteit (60-200 Hz), moet de bemonsteringsfrequentie ten minste 500 samples / s. Bovendien moet het systeem in staat om voldoende elektroden geïmplanteerd en hardware filters opnemen op het meetsysteem niet frequentiebanden van belang sluiten. Bijvoorbeeld, veel systemen niet direct current-signalen opnemen. Als de onderzoeker is geïnteresseerd in het bestuderen zeer traag signalen, moet hij / zij een opname systeem te gebruiken met een zo laag high-pass filter hardware. Tijdens de data analysefase, is het belangrijk om de experimenten te verwijderen met zeer grote of kortstondige en verwijder kanalen of proeven die epileptische activiteit vertonen als normale fysiologie erg moeilijk te bestuderen in aanwezigheid van epileptische activiteit.

De rol van de Dacc in fout voorspelling 23,41 15 en in gedragsaanpassingen in de context van concurrerende eisen 18-21, tegenstrijdige antwoorden van 42 en vorige activiteit 14,22,23, is goed ingeburgerd. Echter, een uniform en integrerende theorie voor de specifieke neurale mechanismen die de Dacc moduleert cognitieve controle blijft aan gissing onderworpen wegens gebrek aan empirische gegevens uit humane studies waarin deze domeinen tegelijk 43,44. SEEG biedt de mogelijkheid om neurale activiteit in het menselijk Dacc te onderzoeken en zo bijdragen tot een geïntegreerd inzicht in Dacc functie.

SEEG biedt de gelegenheid om andere corticale gebieden die moeilijk kan zijn om de toegang met oppervlakte-elektroden, zoals de orbitofrontale cortex (OFC), waarvan de betrokkenheid bij de emotionele en beloning op basis van aspecten van de besluitvorming is onderzocht in studies met behulp van enkele eenheid te onderzoeken opnames in makaak masleutels 45 en connectiviteit studies bij mensen met behulp van diffusie-gewogen beeldvorming tractografie 46. Hoewel deze studies hebben bijgedragen aan de theorie van de OFC-functie in de menselijke besluitvorming 47, is er een schaarste van de literatuur in de mens bestuderen van OFC functie specifiek 48. SEEG biedt de mogelijkheid om deze kenniskloof te pakken. Bovendien kan SEEG worden gebruikt om de functie van de verschillende gebieden van het limbische systeem tonen, een verzameling van diepe corticale en subcorticale structuren verwerkingsinrichtingen emotie, pijn, angst en negatief beïnvloeden. Een dergelijke SEEG onderzoek naar de reactie van het limbisch systeem om expressieve gezichten heeft aangetoond dat de hippocampus en de amygdala bevatten specifieke neuronale populaties die onderscheiden blij van angstige gezichten, terwijl de amygdala neuronale populatie lijken het subjectieve oordeel van deze emotionele gezichten 49 volgen. Disfunctie in deze regio wordt verondersteld betrokken te zijn in Anxischappij stoornissen 50 zoals obsessief-compulsieve stoornis 51, en ​​SEEG studies bieden de mogelijkheid om de getroffen zenuwbanen en de pathofysiologie van deze aandoeningen te begrijpen in meer detail.

Bovendien kan SEEG worden gebruikt om de precuneus, een site die vaak gericht tijdens SEEG epilepsie onderzoeken, maar zelden bedekt met subduraal raster implantaten onderzoeken. De functie van deze regio van de postero-mediale pariëtale kwab is slecht begrepen, voornamelijk vanwege de anatomische locatie diep in de interhemisferische spleet. Functionele MRI-studies hebben aangetoond dat de precuneus is actief in de 'default mode' of bewuste rusttoestand 52, blister verwerking 53-55, en in het episodisch geheugen verwerking, met inbegrip van autobiografische herinneringen 56,57. Aangezien deze bevindingen gebaseerd op beperkte studies bij niet-humane primaten en mensen, ons begrip van de neurocognitive belang van deze regio is nog in de kinderschoenen 58. Met SEEG hebben we nu de mogelijkheid om neuronale activiteit in de precuneus wakkere mens, die nieuw inzicht kan verschaffen in de functie van dit hersengebied onderzoeken.

Zoals met elke techniek, SEEG heeft beperkingen in zowel de overname en het gebruik. Als klinische techniek is noodzakelijkerwijs beperkt doordat zij selectie van patiënten en de klinische aard van epilepsie de patiënt. Terwijl de onderzoekers kan het ontwerpen van een aantal taken aan deze beperking omzeilen, zal de anatomische gebieden studeerde altijd worden beperkt door de operatieve plan. Bovendien, zoals eerder vermeld, SEEG plaat lokale veldpotentialen, die de gesommeerde synaptische potentialen van vele neuronen vertegenwoordigen. Zo werkt deze techniek niet de ruimtelijke resolutie van enkele neuron opnametechnieken en kan geen gegevens verstrekken over stekelige activiteit of actiepotentiaal golfvormen. Als zodanig, bij het ontwerpen van taken onderzoek naar dezee wetenschappelijke vragen, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat LFP gegevens op de vraag van belang kan beantwoorden.

In dit artikel werd SEEG gebruikt om diepe corticale en subcorticale structuren die voorheen moeilijk te bestuderen in wakkere menselijke proefpersonen waren te onderzoeken. Deze studies hebben het potentieel om ons begrip van menselijke cognitieve processen verbeteren. Zoals SEEG steeds wordt opgenomen als een instrument binnen het instrumentarium van epilepsie-programma's, de mogelijkheid van neurowetenschappers om zijn potentieel tot het menselijk brein aanzienlijk zal groeien studeren benutten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen.

Acknowledgments

De auteurs hebben geen dankbetuigingen of financiële onthullingen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Trigger I/O cable Natus Medical Inc. 5029 PS2 to BNC cable
BNC cables for analog pulses Can be ordered from most electronics stores.
Power strip with surge protection and battery backup Tripp Lite SMART500RT1U UPC Power source and backup
National instruments multifunctional daq data acquisition box NI PCIe-6382 DAQ cards National Instruments PCIe-6382 w/ BNC 2090A PCI cards for behavioral control interface
Custom made button box - human interface device Any human interface device with three buttons may be used. Alternatively, 3 keyboard buttons may be used.
Xltek 128 channel clinical intracranial EEG monitoring system EMU128FS Natus Medical Inc. 002047c Clinical recording system
Subject monitor and associated cables for visual stimulus presentation Dell U2212HMc Most Monitors are adequate here.
Personal comptuer running behavioral software with DAQ cards installed Superlogics SL-2U-PD-Q87SLQ-BA Computer for recording neural data
Mains cable for monitor Usually comes with the monitor, can be purchased at any electronics store.
Monkey Logic software which runs on Matlab 2010A Free from MonkeyLogic website
MATLAB 2010a software with data acquisition toolbox Mathworks Matlab software
sEEG electrodes AD TECH or PMT AD TECH 2102-##-101 Platinum tip, diameter (0.89 mm, 1 mm, 1.1 mm), uninsulated length 2.3 mm; The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)
Cabrio connectors PMT 2125-##-01 The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)
Tucker Davis Technologies Amplifier Tucker Davs Technologies PZ5 preamplifier for neural data
Tucker Davis Technologies processor Tucker Davs Technologies RZ2 Neural signal processor for neural data
TuckerDavis Technologies data streamer Tucker Davs Technologies RS4 Data streamer and storage
Fiber optics cables to connect TDT systems Tucker Davs Technologies F05 Fiber optic cables for connecting Tucker Davis Technologies' prodcuts.
ribbon cable and snap serial connector for digital markers Can be ordered from ost electronics stores.
personal computer fro running TDT RPvdsEx and OpenEx software Superlogics SL-2U-PD-Q87SLQ-BA computer for behavioral control
middle atlantics server cabinet with casters Middle Atlantic Products PTRK-21 Server case to house all of the research items
Tucker Davis Technologies splitter box to split clinical and research recrodings Tucker Davs Technologies This splitter box is a semi-custom device. Researchers should consult the attending neurologists about splitting the research and clinical recordings in a way that doesn't interfere with clinical care.
Researcher monitor with requisite cables Dell U2212HMc Most Monitors are adequate here.
button box power source - 5 volts, 2 amperes Can be purchased at any electronics store.
TDT optical interface PCI card Tucker Davs Technologies P05

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Murray, C. J., Lopez, A. D., Jamison, D. T. The global burden of disease in 1990: summary results, sensitivity analysis and future directions. Bulletin of the World Health Organization. 72, 495 (1994).
  2. Berg, A. T. Understanding the delay before epilepsy surgery: who develops intractable focal epilepsy and when. CNS Spectr. 9, 136-144 (2004).
  3. Hauser, W. A. Epilepsy: frequency, causes and consequences. , Demos Press. (1990).
  4. Wiebe, S., Blume, W. T., Girvin, J. P., Eliasziw, M. A Randomized, Controlled Trial of Surgery for Temporal-Lobe Epilepsy. New England Journal of Medicine. 345, 311-318 (2001).
  5. Fisher, R. Electrical stimulation of the anterior nucleus of thalamus for treatment of refractory epilepsy. Epilepsia. 51, 899-908 (2010).
  6. Zumsteg, D., Wieser, H. G. Presurgical evaluation: current role of invasive EEG. Epilepsia. 41, Suppl 3. S55-S60 (2000).
  7. Bouchard, K. E., Mesgarani, N., Johnson, K., Chang, E. F. Functional organization of human sensorimotor cortex for speech articulation. Nature. 495, 327-332 (2013).
  8. Zion Golumbic, E. M. Mechanisms underlying selective neuronal tracking of attended speech at a 'cocktail party'. Neuron. 77, 980-991 (2013).
  9. Mesgarani, N., Chang, E. F. Selective cortical representation of attended speaker in multi-talker speech perception. Nature. 485, 233-236 (2012).
  10. Leuthardt, E. C., Miller, K. J., Schalk, G., Rao, R. P. N., Ojemann, J. G. Electrocorticography-based brain computer Interface-the seattle experience. Neural Systems and Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions on. 14, 194-198 (2006).
  11. Leuthardt, E. C., Schalk, G., Wolpaw, J. R., Ojemann, J. G., Moran, D. W. A brain-computer interface using electrocorticographic signals in humans. Journal of neural engineering. 1, 63-71 (2004).
  12. Talairach, J. New approach to the neurosurgery of epilepsy. Stereotaxic methodology and therapeutic results. 1. Introduction and history. Neurochirurgie. 20, Suppl 1. 1-240 (1974).
  13. Gonzalez-Martinez, J. Stereotactic placement of depth electrodes in medically intractable epilepsy. Journal of neurosurgery. 120, 639-644 (2014).
  14. Sheth, S. A. Human dorsal anterior cingulate cortex neurons mediate ongoing behavioural adaptation. Nature. 488, 218-221 (2012).
  15. Hayden, B. Y., Platt, M. L. Neurons in anterior cingulate cortex multiplex information about reward and action. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 30, 3339-3346 (2010).
  16. Hayden, B. Y., Pearson, J. M., Platt, M. L. Fictive Reward Signals in the Anterior Cingulate Cortex. Science. 324, 948-950 (2009).
  17. Williams, Z. M., Bush, G., Rauch, S. L., Cosgrove, G. R., Eskandar, E. N. Human anterior cingulate neurons and the integration of monetary reward with motor responses. Nature neuroscience. 7, 1370-1375 (2004).
  18. Botvinick, M., Nystrom, L. E., Fissell, K., Carter, C. S., Cohen, J. D. Conflict monitoring versus selection-for-action in anterior cingulate cortex. Nature. 402, 179-181 (1999).
  19. Carter, C. S., Van Veen, V. Anterior cingulate cortex and conflict detection: an update of theory and data. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 7, 367-379 (2007).
  20. Botvinick, M. M., Cohen, J. D., Carter, C. S. Conflict monitoring and anterior cingulate cortex: an update. Trends in cognitive sciences. 8, 539-546 (2004).
  21. Veen, V., Carter, C. S. The anterior cingulate as a conflict monitor: fMRI and ERP studies. Physiology & Behavior. 77, 477-482 (2002).
  22. Kennerley, S. W., Walton, M. E., Behrens, T. E. J., Buckley, M. J., Rushworth, M. F. S. Optimal decision making and the anterior cingulate cortex. Nat Neurosci. 9, 940-947 (2006).
  23. Brown, J. W., Braver, T. S. Learned predictions of error likelihood in the anterior cingulate cortex. Science. 307, 1118-1121 (2005).
  24. Bush, G., Shin, L. M., Holmes, J., Rosen, B. R., Vogt, B. A. The Multi-Source Interference Task: validation study with fMRI in individual subjects. Mol Psychiatry. 8, 60-70 (2003).
  25. Bush, G., Shin, L. M. The Multi-Source Interference Task: an fMRI task that reliably activates the cingulo-frontal-parietal cognitive/attention network. Nature protocols. 1, 308-313 (2006).
  26. Candelaria, L. M., Smith, R. K. Propofol infusion technique for outpatient general anesthesia. J Oral Maxillofac Surg. 53, 124-128 (1995).
  27. Shafer, A., Doze, V. A., Shafer, S. L., White, P. F. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of propofol infusions during general anesthesia. Anesthesiology. 69, 348-356 (1988).
  28. Cohen, D. S., Lustgarten, J. H., Miller, E., Khandji, A. G., Goodman, R. R. Effects of coregistration of MR to CT images on MR stereotactic accuracy. J Neurosurg. 82, 772-779 (1995).
  29. Ken, S. Quantitative evaluation for brain CT/MRI coregistration based on maximization of mutual information in patients with focal epilepsy investigated with subdural electrodes. Magn Reson Imaging. 25, 883-888 (2007).
  30. Niemann, K., Naujokat, C., Pohl, G., Wollner, C., von Keyserlingk, D. Verification of the Schaltenbrand and Wahren stereotactic atlas. Acta neurochirurgica. 129, 72-81 (1994).
  31. Nowinski, W. L. Anatomical targeting in functional neurosurgery by the simultaneous use of multiple Schaltenbrand-Wahren brain atlas microseries. Stereotact Funct Neurosurg. 71, 103-116 (1998).
  32. Hopper, W. R., Moss, R. Common breaks in sterile technique: clinical perspectives and perioperative implications. AORN J. 91, 350-364 (2010).
  33. Mangram, A. J., Horan, T. C., Pearson, M. L., Silver, L. C., Jarvis, W. R. Guideline for prevention of surgical site infection. Hospital Infection Control Practices Advisory Committee. Infect Control Hosp Epidemiol. 20, 250-278 (1999).
  34. Asaad, W. F., Eskandar, E. N. A flexible software tool for temporally-precise behavioral control in Matlab. Journal of Neuroscience Methods. 174, 245-258 (2008).
  35. Asaad, W. F., Eskandar, E. N. Achieving behavioral control with millisecond resolution in a high-level programming environment. Journal of Neuroscience Methods. 173, 235-240 (2008).
  36. Bokil, H., Andrews, P., Kulkarni, J. E., Mehta, S., Mitra, P. P. Chronux: A platform for analyzing neural signals. Journal of Neuroscience Methods. 192, 146-151 (2010).
  37. Bokil, P. M. aH. Observed Brain Dynamics. , Oxford University Press. (2008).
  38. Chronux. , Available from: http://chronux.org (2014).
  39. Miller, K. J. Broadband Spectral Change: Evidence for a Macroscale Correlate of Population Firing Rate. The Journal of Neuroscience. 30, 6477-6479 (2010).
  40. Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents — EEG, ECoG, LFP and spikes. Nat Rev Neurosci. 13, 407-420 (2012).
  41. Carter, C. S. Anterior cingulate cortex, error detection, and the online monitoring of performance. Science. 280, 747-749 (1998).
  42. Botvinick, M., Nystrom, L. E., Fissell, K., Carter, C. S., Cohen, J. D. Conflict monitoring versus selection-for-action in anterior cingulate cortex. Nature. 402, 179-181 (1999).
  43. Holroyd, C. B., Coles, M. G. The neural basis of human error processing: reinforcement learning, dopamine, and the error-related negativity. Psychological review. 109, 679-709 (2002).
  44. Shenhav, A., Botvinick, M. M., Cohen, J. D. The expected value of control: an integrative theory of anterior cingulate cortex function. Neuron. 79, 217-240 (2013).
  45. Roesch, M. R., Olson, C. R. Neuronal Activity Related to Reward Value and Motivation in Primate Frontal Cortex. Science. 304, 307-310 (2004).
  46. Croxson, P. L. Quantitative Investigation of Connections of the Prefrontal Cortex in the Human and Macaque using Probabilistic Diffusion Tractography. The Journal of Neuroscience. 25, 8854-8866 (2005).
  47. Rushworth, M. F. S., Behrens, T. E. J., Rudebeck, P. H., Walton, M. E. Contrasting roles for cingulate and orbitofrontal cortex in decisions and social behaviour. Trends in Cognitive Sciences. 11, 168-176 (2007).
  48. Kawasaki, H. Single-neuron responses to emotional visual stimuli recorded in human ventral prefrontal cortex. Nat Neurosci. 4, 15-16 (2001).
  49. Wang, S. Neurons in the human amygdala selective for perceived emotion. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111, E3110-E3119 (2014).
  50. Milad, M. R., Rauch, S. L. The role of the orbitofrontal cortex in anxiety disorders. Annals of the New York Academy of Sciences. 1121, 546-561 (2007).
  51. Milad, M. R., Rauch, S. L. Obsessive-compulsive disorder: beyond segregated cortico-striatal pathways. Trends Cogn Sci. 16, 43-51 (2012).
  52. Raichle, M. E. A default mode of brain function. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 676-682 (2001).
  53. David, N. Neural representations of self versus other: visual-spatial perspective taking and agency in a virtual ball-tossing game. Journal of cognitive neuroscience. 18, 898-910 (2006).
  54. Kjaer, T. W., Nowak, M., Lou, H. C. Reflective self-awareness and conscious states: PET evidence for a common midline parietofrontal core. NeuroImage. 17, 1080-1086 (2002).
  55. Kircher, T. T. The neural correlates of intentional and incidental self processing. Neuropsychologia. 40, 683-692 (2002).
  56. Addis, D. R., McIntosh, A. R., Moscovitch, M., Crawley, A. P., McAndrews, M. P. Characterizing spatial and temporal features of autobiographical memory retrieval networks: a partial least squares approach. NeuroImage. 23, 1460-1471 (2004).
  57. Gilboa, A., Winocur, G., Grady, C. L., Hevenor, S. J., Moscovitch, M. Remembering our past: functional neuroanatomy of recollection of recent and very remote personal events. Cerebral cortex (New York, N.Y. : 1991). 14, 1214-1225 (2004).
  58. Cavanna, A. E., Trimble, M. R. The precuneus: a review of its functional anatomy and behavioural correlates. Brain: a journal of neurology. 129, 564-583 (2006).

Tags

Neurowetenschappen epilepsie stereotactische elektro anterior cingulate cortex lokale veld potentieel plaatsing van de elektroden
Bestudering van de functie van Deep Corticale en subcorticale structuren met behulp van stereotactische Electroencephalography: Lessen uit de anterior cingulate cortex
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

McGovern, R. A., Ratneswaren, T.,More

McGovern, R. A., Ratneswaren, T., Smith, E. H., Russo, J. F., Jongeling, A. C., Bateman, L. M., Schevon, C. A., Feldstein, N. A., McKhann, II, G. M., Sheth, S. Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex. J. Vis. Exp. (98), e52773, doi:10.3791/52773 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter