مقالة منهجية

التحقيق في وظيفة من أعماق القشرية وتحت القشرية الهياكل عن طريق اللمسي كهربية: دروس من اللحاء الأمامي الحزامية

DOI:

10.3791/52773

⸱

أبريل 15, 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurosurgery, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 2Department of Neurology, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 3Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 4School of Medicine, King's College London

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

اللمسي كهربية (SEEG) هو أسلوب المنطوق المستخدمة في جراحة الصرع للمساعدة في توطين الاستيلاء البؤر. أنه يتيح أيضا فرصة فريدة للتحقيق في وظيفة الدماغ. نحن هنا تصف كيف SEEG يمكن استخدامها لتحقيق العمليات المعرفية في البشر.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

اللمسي كهربية (SEEG) هو أسلوب يستخدم في توطين بؤر الاستيلاء في المرضى الذين يعانون من الصرع المستعصية طبيا. ويشمل هذا الإجراء موضع المزمن من الأقطاب الكهربائية عمق متعددة في مناطق الدماغ لا يمكن الوصول إليها عادة عن طريق وضع تحت الجافية شبكة القطب. وبالتالي يوفر SEEG فرصة فريدة للتحقيق في وظيفة الدماغ. في هذه الورقة نظهر كيف SEEG يمكن استخدامها للتحقيق في دور القشرة الحزامية الأمامية الظهرية (DACC) في السيطرة المعرفية. نحن وتشمل وصفا للإجراءات SEEG، مما يدل على تنسيب الجراحي من الأقطاب الكهربائية. نحن تصف المكونات والعملية المطلوبة لتسجيل الإمكانات الميدانية المحلية (LFP) البيانات من بالتراضي مواضيع بينما كانوا يشاركون في مهمة السلوكية. في المثال المقدمة، والموضوعات تلعب مهمة التدخل المعرفية، وعلينا أن نظهر كيف يتم تسجيل الإشارات وتحليلها من الأقطاب الكهربائية في القشرة الحزامية الأمامية الظهرية، وهي منطقة intimتشارك ¢ الأمر في صنع القرار. نستنتج مع مزيد من الاقتراحات من الطرق التي هذه الطريقة يمكن أن تستخدم للتحقيق في العمليات المعرفية الإنسان.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الصرع، اضطراب عصبي مشترك تتميز النوبات المتكررة متعددة على مر الزمن، ويمثل 1٪ من العبء العالمي للأمراض 1. الأدوية المضادة للصرع تفشل في السيطرة على المضبوطات في 20 - 30٪ من المرضى 2،3. في هؤلاء المرضى المستعصية طبيا، وغالبا ما يشار إلى جراحة الصرع 4،5. قرار المضي قدما في عملية جراحية يتطلب تحديد مكان وجود تركيز الاستيلاء، وهو شرط أساسي لصياغة خطة الجراحية. في البداية، وتستخدم تقنيات غير الغازية لlateralize وتوطين التركيز الحجز. كهربية (EEG)، على سبيل المثال، سجلت تدابير النشاط الكهربائي القشرية من أقطاب توضع على فروة الرأس، ويمكن في كثير من الأحيان توفر معلومات كافية عن مكان وجود التركيز الحجز. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) تظهر الآفات المنفصلة، ​​مثل التصلب قرن آمون، وعلم الأمراض الكلاسيكي ينظر في الشكل الأكثر شيوعا من داء الصرع المستعصية طبيا، تي إنسيemporal الصرع الفص (MTLE).

في كثير من الأحيان، ومع ذلك، فإن workup موسع غير قادر على تحديد التركيز الحجز. في هذه الحالات، مطلوب تخطيط كهربية قشر الدماغ الغازية (ECoG) مع أقطاب داخل المخ في توطين التركيز وتوجيه مزيد من العلاج الجراحي 6. ECoG هو أسلوب العصبية المستخدمة لقياس النشاط الكهربائي باستخدام أقطاب كهربية وضعت في اتصال مباشر مع الدماغ. شبكات أو شرائح من سطح يتم وضعها (تحت الجافية) الأقطاب الكهربائية على سطح الدماغ، وهي عملية تتطلب حج القحف (إزالة رفرف العظام) وفتح كبير من الجافية. يمكن وضع هذه الأقطاب السطح فوق المنطقة المفترضة (ق) من الاستيلاء البداية. وعبر نفق نهايات البعيدة للأقطاب من خلال فتحات صغيرة في الجلد ومتصلا أجهزة التسجيل في وحدة مراقبة الصرع (EMU). في EMU، يتم مراقبة المريض عن النشاط الاستيلاء السريري من خلال الفيديو المستمر والتسجيلات ECoG. هذا أنا تقنيةالصورة مفيدة لجمع طويلة الأجل (أيام إلى أسابيع) تسجيلات نشبي وشحنات كهربائية النشبات على مساحات واسعة نسبيا من سطح القشرية. في حين أن هذه التسجيلات داخل الجمجمة لا تقدر بثمن سريريا للتحقيق في بؤر الحجز ونشر، لأنها توفر لنا أيضا فرصة للتحقيق في وظيفة الادراك والفسيولوجيا العصبية لدى البشر تمر المهام السلوكية التي صممت خصيصا.

ECoG باستخدام أقطاب الشبكة تحت الجافية وقد استخدم للتحقيق في جوانب مختلفة من وظيفة القشرية، بما في ذلك تجهيز الحسي واللغة. باعتبارها واحدة من العديد من الأمثلة، تظاهر بوشار وآخرون التنسيق الزمني للعضلات الفم في تشكيل المقاطع للغة المنطوقة في القشرة الحسية البطنية، وهي منطقة على النحو المحدد في خطاب الإنسان الحسية القشرة 7. وعلاوة على ذلك، ECoG مع وضع شبكة تحت الجافية كما تم استخدامها لدراسة الآليات التي البشر قادرون على ATTENد لصوت معين ضمن حشد من الناس: ما يسمى "تأثير حفل كوكتيل" 8،9. وأظهرت تسجيلات ECoG أن هناك شريطين العصبية المتميزة التي تتبع حيوي تيارات الكلام، على حد سواء المنخفضة مرحلة التردد وارتفاع غاما التقلبات السعة، وأن هناك تجهيز مواقع متميزة - موقع واحد "تعديل" التي تتعقب كل من المتكلمين، و "الاختيار" واحد الموقع الذي يقيس المتكلم حضر 5.

تطبيق آخر الناشئة من ECoG مع وضع قطب كهربائي تحت الجافية هو إمكانية للاستخدام مع الدماغ واجهات الكمبيوتر (BCIS)، الذي "فك" نشاط الخلايا العصبية من أجل دفع ناتج الخارجي. هذه التكنولوجيا لديه القدرة على السماح للمرضى الذين يعانون من نزيف حاد في الدماغ أو إصابات في النخاع الشوكي على التواصل مع العالم والتعامل مع الأطراف الاصطناعية 10،11.

في حين تحت الجافية وضع الشبكة قد ساهم إلى حد كبير في فهمنا من السوبرالمناطق القشرية ficial ومفيد في تحديد البؤر المولدة للصرع القشرية، هذه التقنية لا تتطلب حج القحف والمخاطر المصاحبة لها، وتقتصر عادة على دراسة السطح الخارجي من الدماغ. كهربية المجسم (SEEG) هي تقنية تمكن من تقييم بؤر مولدة للصرع العميق 12. مع تاريخ طويل من الاستخدام في فرنسا وإيطاليا، كما يتزايد استخدامه في الولايات المتحدة (13). SEEG ينطوي على وضع أقطاب متعددة (عادة 10-16) في عمق جوهر الدماغ من خلال صغيرة (القليلة مم) الثقوب تويست حفر لدغ. وتشمل مزايا SEEG على تنسيب تحت الجافية شبكة طبيعته أقل الغازية، وسهولة فحص نصفي الكرة الأرضية الثنائية عند الحاجة، والقدرة على توليد خرائط ثلاثية الأبعاد للنشر الحجز. وعلاوة على ذلك، وهذه الأقطاب تتيح تحديد بؤر مولدة للصرع العميق التي كان من الصعب سابقا لتحديد مع أقطاب السطح. يقوم بتقديم هذا الإجراء أيضاوفاق الفرصة للتحقيق في الفسيولوجيا العصبية وظيفة الهياكل القشرية العميقة، مثل الجهاز الحوفي، القشرة mesoparietal، القشرة mesotemporal، والقشرة الأمامية المدارية، والتي كان من الصعب سابقا للتحقيق مباشرة في البشر.

توضح هذه الورقة كيف SEEG يمكن استخدامها لتحقيق وظيفة الادراك في ظهري القشرة الحزامية الأمامية (DACC). وDACC هي منطقة الدماغ التحقيق على نطاق واسع، وإنما هو أيضا واحدة من الأكثر فهما ضعيفا. تعتبر منطقة هامة لالإدراك البشري، فمن المرجح أن DACC غير مركزية لمعالجة العصبي ديناميكية من القرارات في سياق المطالب المتغيرة باستمرار التي تفرضها البيئة 14. وتشير الدراسات في كل من الرئيسيات والبشر 15،16 17 أن DACC يدمج المخاطر والمنافع المحتملة لعمل معين، وخاصة في حالات متعددة متعارضة في وقت واحد يطالب 18-21، ومodulates هذه القرارات في سياق الإجراءات السابقة ونتائجها 14،22،23.

تدخل متعدد المصدر المهام (MSIT)، وهي مهمة السلوكية ستروب تشبه، كثيرا ما يستخدم للتحقيق في معالجة الصراع في DACC. مهمة MSIT ينشط DACC من خلال تجنيد الخلايا العصبية المعنية في مجالات متعددة من المعالجة التي تخضع لرقابة DACC 24،25. هذه المهمة ينشط على وجه التحديد DACC عن طريق اختبار ملامح عملية صنع القرار، والكشف عن الهدف، والكشف عن الجدة، واكتشاف الخطأ، واختيار ردا على ذلك، والمنافسة التحفيز / الاستجابة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن المهمة MSIT يدخل أبعاد متعددة من التدخل المعرفي، والتي تستخدم في هذه الدراسة إلى التعرف DACC الاستجابات العصبية للمؤثرات متضاربة في وقت واحد باستخدام SEEG.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ضمان أن يتم مراجعة كل مريض لملاءمته للدراسة بحثية، ويجب أن يكون وافق المرضى المناسب للمشاركة في الدراسة وفقا للإجراءات IRB المحلية.

1. اختيار المريض لSEEG والبحوث

  1. اختيار المريض لSEEG
    ملاحظة: مرضى الصرع يجب تقييم سريريا من قبل فريق متعدد التخصصات يتكون من epileptologists، neuropsychologists والأعصاب.
    1. تأكد من أن المريض يعاني من الصرع البؤري صهر طبيا، الذي يعرف بأنه عدم الاستجابة للا يقل عن 2 المحاكمات كافية من الأدوية المضادة للصرع.
    2. تأكد من أن التقنيات غير الغازية قد فشلت في توطين بؤر مولدة للصرع.
    3. تأكيد مع فريق متعدد التخصصات المريض غير مناسب للتحقيق فقط مع أقطاب الشبكة تحت الجافية.
    4. تأكيد مع فريق متعدد التخصصات أن هناك اشتباه سريري منطقة مصادرة بداية عميقة.
    2. <لى> اختيار المريض لمهمة البحث
    1. تأكد من أن الموضوع هو تتراوح أعمارهم بين 13 و 65 عاما.
    2. الحصول على موافقة أو موافقة (جنبا إلى جنب مع موافقة الوالدين إذا كان أقل من سن 18 عاما) من المريض.
    3. ضمان أن الموضوعات التي هي قادرة على حضور لهذه المهمة والتعاون مع الاختبار.

2. إعداد وزرع تقنية

  1. إجراء T2 الحجمي وعلى النقيض تعزيز الحجمي T1 MRI قبل الجراحة ونقل الصور إلى برمجيات الملاحة المجسم، وفقا لبروتوكول الشركة الصانعة.
    1. التخطيط لأهداف عمق الكهربائي على أساس MRI والشك السريري للاستيلاء البؤر.
      ملاحظة: وتستند الأمثلة الواردة على برمجيات الملاحة BrainLab، وبالتالي فهي محددة لهذا النظام. ومع ذلك، يمكن أن تستخدم أي برنامج الملاحة المجسم للتخطيط عمق مسارات الكهربائي والتنسيب.
    2. تحديد المنطقة التشريحية للمصلحة كماالنقطة المستهدفة ضمن الدالة "التخطيط المجسم" في برمجيات الملاحة المجسم.
    3. على سبيل المثال، استخدم DACC كهدف من الفائدة. لتحديد مساره، اضغط على "المسار الجديد"، ثم اضغط على "الهدف" وانقر على DACC. توسيط الهدف في منتصف DACC من خلال دراسة DACC في جميع الطائرات 3 (محوري، الاكليلية والسهمي) والنقر على منتصف DACC في كل طائرة.
      1. تحديد نقطة الدخول على فروة الرأس ضمن الدالة "التخطيط المجسم" في برمجيات الملاحة المجسم.
    4. على سبيل المثال، اختيار نقطة على فروة الرأس التي يبدو أن أقصر الطرق إلى DACC. اضغط على "دخول" واختيار نقطة على فروة الرأس لجعل نقطة الدخول.
    5. انقر واسحب "استهداف" و "دخول" نقاط لتعديل مسار محددة لتجنب هياكل الأوعية الدموية القشرية وتحت القشرية وكذلك أي م بليغ المحتملينالمناطق rebral.
    6. أكرر لجميع الأهداف المخطط لها عمق القطب (الشكل 1).
    7. أعترف المريض صباح يوم الجراحة، وجلب إلى غرفة العمليات، ولحث تحت التخدير العام 26،27.
    8. إرفاق كوسمان روبرتس، ويلز (CRW) headframe المجسم إلى رأس المريض مع مسامير الجمجمة.
    9. الحصول على CT الحجمي مع headframe في المكان.
    10. تحميل الحجمي CT والرنين المغناطيسي الصور في برنامج الملاحة المجسم عبر "تحميل واستيراد" وظيفة.
    11. انقر على وظيفة "التعريب" ضمن برمجيات الملاحة المجسم.
    12. توطين headframe CRW عن طريق النقر على كل الصور التي يحددها برمجيات الملاحة المجسم كما تحتوي على headframe ومن ثم الضغط على زر "تعيين كالايزر".
    13. انقر على وظيفة "AC / PC التعريب" ضمن برمجيات الملاحة المجسم.
    14. الهويةentify والملتقيات الأمامية والخلفية على أساس موقعها التشريحي.
    15. تعيين الملتقيات الأمامي والخلفي عبر "تعيين AC نظام / PC" وظيفة ضمن برامج الملاحة المجسم.
    16. انقر على وظيفة "صورة فيوجن" داخل البرنامج الملاحة المجسم.
    17. دمج الصور CT مع الصور MRI في برمجيات الملاحة المجسم 28،29. انقر على تقرن CT الحجمي وصور الرنين المغناطيسي تحت "فيوجن" علامة التبويب ومن ثم انقر فوق "تلقائي فيوجن".
      ملاحظة: هذا يضع MRI ضمن إحداثيات إطار المجسم.
    18. انقر على وظيفة "التخطيط المجسم" ضمن برمجيات الملاحة المجسم وتأكيد مسارات مخططة من الخطوات 2.1.2 - 2.1.6.
    19. اختيار CT الحجمي كمرجع المجسم في إطار "وظائف المجسم" علامة التبويب.
    20. انقر على "طباعة" أيقونة في تيانه العمود الرأسي من الرموز لطباعة إحداثيات المجسم النهائية لكل عمق القطب مسار 30،31.
  2. تقنية زرع
    1. عودة المريض إلى غرفة العمليات بعد الاشعة المقطعية.
    2. إعداد وثنى الجراحي الميداني باستخدام أساليب عقيمة الروتينية 32،33.
    3. ضمان أن الفلوروسكوب هو في غرفة العمليات ورايات جنبا إلى جنب مع بقية الجراحي الميداني.
    4. باستخدام إحداثيات المجسم المطبوعة من الخطوة 2.1.20، تعيين الإحداثيات لأول القطب عمق على headframe.
      ملاحظة: يتم إعطاء الإحداثيات المجسم في 3 طائرات: الجانبي (خ)، الرأسي (ص) والأمامي الخلفي (ض). على سبيل المثال، الإحداثيات المطبوعة لهدف في حق DACC هي +48.2 مم AP، 6.6 ملم الجانبي و+2.2 مم عمودي. ثم يتم تعيين headframe لتلك الإحداثيات وفقا لذلك.
    5. تمديد guideblock وصولا الى الجلد وبمناسبة موقع الحفرة لدغ على الصورةكالبي مع قلم الوسم. إصلاح guideblock في مكان بناء على إحداثيات المجسم وعلى هذا النحو، لا معالم ضرورية للاحتفال شق.
    6. حقن 2-3 مل من 0.5٪ bupivicaine في 1: 100،000 التخفيف من الادرينالين في شق ملحوظ.
    7. جعل شق في فروة الرأس مع مشرط وصولا الى الجمجمة في شق ملحوظ.
    8. كوى الأدمة والأنسجة العميقة باستخدام الكي القطب توجه مع المسد المغلفة من أجل تقليل أي نزيف من الأوعية في الجلد أو الأنسجة تحت الجلد.
    9. حفر حفرة لدغ باستخدام 2.1 ملم تويست مثقاب في وسط الشق.
    10. فتح الجافية مع التحقيق الذي تجريه المسد جامدة. المسمار الترباس مرساة في الجمجمة. وضع مسبار قياس ما قبل مرود من خلال مرساة الترباس لجعل المسار لالقطب.
    11. دفع بعناية القطب إلى عمق محسوبة مسبقا. إحكام الغطاء الترباس مرساة وصولا الى تأمين القطب.
    12. كرر هذه العملية لجميعالأقطاب العمق.
    13. ضع الفلوروسكوب تحت والمحيطة رأس المريض في كل AP والطائرات الجانبية للحصول على صور جهاز أشعة للتأكد من مسارات التنسيب كافية من جميع الأقطاب.
    14. قم بتوصيل أقطاب كهربائية لنظام EEG السريري للتحقق من ممانعات المناسبة.
    15. يستيقظ المريض من التخدير ونقل إلى غرفة الإنعاش، وبعد ذلك إلى الاتحاد النقدي الأوروبي.
    16. في EMU، ومراقبة المريض عن طريق رصد الدوائر المغلقة للمضبوطات السريرية وعبر ECoG عن أدلة electrographic من المضبوطات.

3. السلوكية العمل والحصول على البيانات

  1. المهمة السلوكية
    1. البرنامج السلوكي مفتوحة على الكمبيوتر يخصص فقط لتشغيل البرنامج السلوكي.
      ملاحظة: التعليمات شريطة أن يتم على أساس MonkeyLogic، مجموعة أدوات MATLAB مصممة لعرض وتنفيذ المهام النفسية دقيقة زمنيا 34،35، وبالتالي فهي ليرة سوريةecific إلى أن منصة برمجيات السلوكية. يتم تشغيل هذا البرنامج على ماتلاب نسخة 2010A ويتطلب "بيانات اقتناء الأدوات." ومع ذلك، فإن أي منصة برمجيات السلوكية قادرة على تقديم مؤثرات بصرية وتسجيل بيانات الكهربية يمكن استخدامها.
    2. تعيين ملف الظروف مصممة لتشغيل المهمة MSIT لتشمل جميع أنواع محاكمة أربعة من التردد على قدم المساواة.
      ملاحظة: تتكون مهمة MSIT من تقديم هذا الموضوع مع جديلة من ثلاثة أرقام بين 0 و 3، حيث اثنين من الأرقام، و 'distractors، هي نفسها، ورقم واحد، و' الهدف '، هو مختلف.
      1. إرشاد الموضوع لتحديد "الهدف" عن طريق الضغط على زر المقابلة على زر مربع. إذا "1" هو الهدف، والزر الأيسر هو الخيار الصحيح. إذا "2"، الزر الأوسط، وإذا '3'، الزر الأيمن. '0' لا تتوافق مع زر ممكن (الشكل 2).
    3. اضغط على "تعيين الظروف" الزر، واختيار الملف المطلوب الشروط المنصوص عليها في الخطوة السابقة.
      ملاحظة: هناك نوعان من التدخل المعرفي التي تحفز على الصراع أثناء عملية صنع القرار. تحدث محاكمات تدخل حامي جناح الجيش عندما تكون ممكنة distractors (1 أو 2 أو 3، بدلا من 0) خيارات زر (على سبيل المثال، 121)، في حين تحدث محاكمات تدخل المكاني عندما يختلف الموقع المكاني عدد الهدف من الموقع استجابة (على سبيل المثال، 200 ، والتي على الزر الأوسط هو الرد الصحيح، على الرغم من أن العدد المستهدف هو في موقف اليسار). وهناك أربعة أنواع محاكمة على أساس وجود أو عدم وجود هذه الأنواع تدخل اثنين.
    4. اختبار شاشة العرض السلوكي بالنقر على "اختبار" في مربع العرض. يجب أن الشاشة تظهر على الشاشة في التحفيز البصري اختبار ل2-3 ثانية.
    5. توصيل الجهاز واجهة الموضوع (مربع زر) إلى مدخلات تناظرية على البياناتالاستحواذ مجلس على الكمبيوتر مخصصة لتسجيل بيانات الكهربية عبر ثلاثة كابلات BNC القياسية.
    6. ربط مربع الزر لمصدر للطاقة.
    7. ربط لوحة الحصول على البيانات إلى 512 قنوات معالج الإشارات العصبية عن طريق كابل الشريط انقسم الى 9 شرائط. وترتبط 8 من أشرطة لموانئ 0-7 على الجزء I الرقمية / O مجلس الحصول على البيانات أثناء توصيل الشريط ال 9 إلى ميناء 0 على الجزء الرابطة الرقمي للمجلس الحصول على البيانات.
      ملاحظة: أشرطة ترسل علامات 8 بت الرقمية (منافذ 0-7، رقمي I / O) والنبض القوية (منفذ 0، الرابطة الرقمية)، إلى معالج الإشارات العصبية.
    8. تعيين معدل أخذ العينات المطلوبة في البرامج العصبي إشارة المعالج.
      1. في هذا المثال، تعيين معدل أخذ العينات المطلوبة إلى 50،000 عينة في الثانية، اسم مستعار وهبوطا عينة على الانترنت إلى 1،000 عينة في الثانية. ضبط معدل العينة لتتناسب مع الأهداف المحددة للمهمة. ميلي ثانية واحدة الفرعي توقيت الدقةيتطلب نسبة عالية للغاية أخذ العينات.
    9. توصيل مكبر للصوت إلى معالج الإشارات العصبية عن طريق كابل الألياف البصرية.
    10. ربط معالج الإشارات العصبية إلى غاسل البيانات وبطاقة PCI البصرية في الكمبيوتر الحصول على البيانات العصبي عن طريق كابل الألياف البصرية.
  2. الحصول على البيانات
    1. استخدام تلاعب البحث عن EMU الكهربية التي تحتوي على معالج الإشارات العصبية 512 قناة لتجهيز وتصفية الرقمية، قبل تضخيم الإشارات الكهربائية من الأقطاب العمق.
      ملاحظة: في حين أن هناك 512 قنوات للتجهيز، في الممارسة العملية، هناك أبدا أكثر من 15-20 أقطاب كهربية وضعت لأغراض سريرية. ولذلك، فإننا نوصي تسجيل من أكبر عدد ممكن من الأقطاب كما ممكن حجم البيانات والتحليل المكاني ليست ابدا مشكلة.
    2. نقل جهاز الحفر إلى غرفة المريض، ضع رصد السلوكي أمام المريض على طاولة المحمولة والاتصال إلى الكمبيوتر السيطرة السلوكيةتشغيل البرنامج السلوكي باستخدام كابل DVI القياسي.
    3. ضع تلاعب تسجيل وراء أو إلى جانب السرير المريض من أجل البقاء غير مزعجة ممكن.
    4. ربط نظام البحوث إلى مربع الخائن الذي يفصل بين تسجيل البحثية من النظام السريري.
    5. المعلمات تسجيل سيطرة على استخدام إشارة العصبية برنامج معالج 34،35.
      ملاحظة: هذا النظام يمكن السيطرة ميلي ثانية واحدة من الباطن على الأحداث السلوكية 34،35. التزامن بين البيانات العصبية والسلوكية يمكن أن يتحقق مع أي البقول التناظرية الترميز لأحداث مهمة أو علامات الرقمية. كل من إشارات يمكن إرسالها إما من مخرجات الرقمية أو التناظرية على متن الحصول على البيانات إلى التناظرية أو المدخلات الرقمية على معالج الاشارات العصبية.
    6. تسليم المريض واجهة الجهاز الموضوع (مربع زر) وإعطاء الإرشادات المهمة.
    7. انقر على "تشغيل" لتشغيل المهمة.
    8. السماح للمريض لاستكمال 2 كتل من 150 محاكمات لكل منهما.

4. تحليل البيانات

  1. حزمة البرامج المفتوحة التي تسمح لرؤية البيانات الكهربية.
    ملاحظة: التعليمات الواردة أدناه هي محددة لمطلب النسخة 2010A لكن أي البرمجيات التي تسمح لتصور والتلاعب في البيانات الكهربية يمكن استخدامها.
  2. ملف .edf مفتوحة تحتوي على بيانات الكهربية الخام من جلسة المحاكمة.
  3. تصور إشارة SEEG من الدورة لضمان عدم وجود قطعة أثرية واضحة مثل التصريف صرعي أو قطعة أثرية الحركة (الشكل 3A).
  4. تراكب النبضات توقيت من المهمة السلوكية على LFP الخام التتبع (الشكل 3B) لتوضيح كيفية البقول التناظرية يمكن أن تحدد بنية المحاكمة.
  5. باستخدام نبضات التوقيت، محاذاة التتبع SEEG لعرض جديلة لكل محاكمة (الشكل 3C).
  6. إزالة القيم المتطرفة (> 4 الانحرافات المعيارية)وآثار قطعة أثرية (الشكل 3D).
  7. حفظ جميع المحاكمات الانحياز في مصفوفة لإجراء المزيد من التحليلات (20 محاكمات معروضة مكدسة في الشكل 3E).
  8. متوسط ​​النشاط LFP عبر التجارب للحد من تأثير الضوضاء، وقطعة أثرية، أو النشاط EEG لا علاقة له المحفزات المقدمة، وزيادة إشارة من الفائدة (الشكل 3F).
  9. إنشاء الخام، الطيفية، وبلغ متوسط ​​محاكمة باستخدام التحليل الطيفي متعدد مدبب 36-38.
    ملاحظة: يمكن استخدام تحليل الوقت التردد من أجل التحقيق في ديناميات-الطيف الزمني محددة عبر التجارب واحد أو عدة. هذه الطريقة تمكن التحقيق من التذبذبات العصبية على ترددات مختلفة على مر الزمن.
  10. لوحة الإشارة من كل محاكمة مع أصفار لثاني أكبر قوة من 2 إلى تجنب الآثار الحافة.
  11. تطبيق 800 مللي انزلاق نافذة مع 5 التناقص التدريجي الرائدة ومنتج الوقت النطاق الترددي من 9 كل 10 مللي ثانية خلال مدة إشارة لخلق المواصفاتtrogram (الشكل 4A).
  12. مضاعفة سجل من الطيفية بنسبة 10 وتطبيع لعرض معلومات التردد العالي.
    ملاحظة: الطيفية يمكن تطبيع قبل توزيع الترددات النظري (أي كل قيمة تردد مرفوع إلى قوة سلبية 2) (الشكل 4B)، الطيف متوسط ​​بعض النشاط الأساسي (الشكل 4C)، أو عن طريق قسمة المتوسط ​​وطرح الانحراف المعياري للقيم في كل نطاق التردد (الشكل 4D). يسمح هذا الإجراء لفحص نطاقات التردد محددة في كل من الأشكال الخام وتطبيع مع مرور الوقت لإجراء تغييرات محددة لهذه المهمة. على سبيل المثال، غاما عالية تفعيل الفرقة - ويعتقد (70 150 هرتز)، والذي يظهر في الشكل 3E، لتعكس النشاط مثير المحلي من السكان المحليين الخلايا العصبية المحيطة القطب 39،40.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مرة واحدة يتم اختيار المريض لSEEG القطب التنسيب، وقال انه / انها تخضع لعملية الحجمي T2 وT1 النقيض المعززة التصوير بالرنين المغناطيسي. ثم يتم التخطيط SEEG مسارات الكهربائي باستخدام الملاحة المجسم من متواليات MRI الحجمي (الشكل 1). هذا الأسلوب يسمح لجمع امكانات الحقل المحلية من البنى العميقة داخل القشرة المخية مثل الظهرية القشرة الحزامية الأمامية (مسار ضوء برتقالي، الشكل 1) التي من شأنها أن لا يكون ممكنا مع نموذجي وضع قطب كهربائي السطح. بعد العملية ف...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الورقة تم استخدام SEEG للتحقيق في نشاط السكان العصبية المحلي داخل DACC خلال مهمة صنع القرار في البشر. وقد حققت الأعمال السابقة من نشاط الخلايا العصبية الفردية في DACC باستخدام التسجيلات microelectode أثناء العملية 14 وأظهر أن النشاط DACC وعن طريق التضمين النشاط السابق. دراسات مسرى مكروي تمكن التحقيق في النشاط ارتفاعه من الخلايا العصبية الفردية. SEEG يقيس LFPs، والتي ترتبط إلى إمكانات متشابك محصلتها عبر عدد كبير من الخلايا العصبية. وبالتالي يسمح SEEG الفرصة للتحقي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لديهم تضارب المصالح في الكشف عنها.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لديهم الاعترافات أو الإفصاحات المالية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
كابل الإدخال / الإخراج الزنادNatus Medical Inc.5029PS2 إلى BNC
كابل BNC كابلات BNC للنبضات التناظريةيمكن طلبها من معظم متاجر الإلكترونيات.
قطاع الطاقة مع حماية من زيادة التيار والبطارية الاحتياطيةTripp LiteSMART500RT1U UPCمصدر الطاقة والنسخ الاحتياطي
الأدوات الوطنية صندوق الحصول على بيانات daq متعدد الوظائف NI PCIe-6382 بطاقات DAQالأدوات الوطنيةPCIe-6382 مع بطاقات BNC 2090APCI لواجهة التحكم السلوكي
صندوق زر مخصص - جهازواجهة بشريةيمكن استخدام أي جهاز واجهة بشرية بثلاثة أزرار. بدلا من ذلك ، يمكن استخدام 3 أزرار لوحة مفاتيح.
نظام مراقبة مخطط كهربية الدماغ السريري داخل الجمجمة Xltek 128 قناة EMU128FSشركة Natus Medical Inc.002047cنظام التسجيل
السريري شاشة الموضوع والكابلات المرتبطة بها لعرض التحفيز البصريDellU2212HMcمعظم الشاشات كافية هنا.
الحاسوب الشخصي الذي يقوم بتشغيل البرامج السلوكية مع بطاقات DAQ المثبتةSuperlogicsSL-2U-PD-Q87SLQ-BAالكمبيوتر لتسجيل البيانات العصبية
كابل التيار الكهربائي للشاشةعادة ما يأتي مع الشاشة ، ويمكن شراؤه من أي متجر إلكترونيات.
برنامج Monkey Logic الذي يعمل على Matlab 2010Aمجانا من موقع MonkeyLogic
MATLAB 2010a مع صندوق أدوات الحصول على البياناتبرنامج MathworksMatlab
أقطاب كهربائية sEEG AD TECH أو PMTAD TECH2102-##-101طرف بلاتيني ، قطر (0.89 مم ، 1 مم ، 1.1 مم) ، طول غير معزول 2.3 مم ؛ يشير ## في رقم الكتالوج إلى عدد جهات الاتصال الموجودة على القطب الكهربائي (08 أو 10 أو 12 أو 16)
موصلات CabrioPMT2125- ##-01يشير ## في رقم الكتالوج إلى عدد جهات الاتصال على القطب (08 أو 10 أو 12 أو 16)
مكبر للصوت Tucker Davis TechnologiesTucker Davs TechnologiesPZ5مضخم للصوت المسبق للبيانات العصبية
معالج تاكر ديفيس تكنولوجيزتاكر ديفزالعصبية RZ2للبيانات العصبية
TuckerDavis Technologies جهاز بث البياناتTucker Davs TechnologiesRS4كابلات
الألياف الضوئية لتوصيل أنظمة TDTTucker Davs TechnologiesF05لتوصيل منتجات Tucker Davis Technologies.
كابل الشريط والموصل التسلسلي المفاجئ للعلاماتيمكن طلبها من متاجر الإلكترونيات OST.
الكمبيوتر الشخصي الذي يعمل ببرنامج TDT RPvdsEx و OpenExSuperlogicsSL-2U-PD-Q87SLQ-BAللتحكم السلوكي
خزانة خادم المحيط الأطلسي الأوسط مع عجلاتمنتجات المحيط الأطلسيالأوسط PTRK-21حالة الخادم لإيواء جميع عناصر البحث
صندوق الفاصل Tucker Davis Technologies لتقسيم التعديلات السريرية والبحثيةTucker Davs Technologiesصندوق الفاصل هذا هو جهاز شبه مخصص. يجب على الباحثين استشارة أطباء الأعصاب المعالجين حول تقسيم البحث والتسجيلات السريرية بطريقة لا تتداخل مع الرعاية السريرية.
شاشة الباحث مع الكابلات المطلوبةDellU2212HMcمعظم الشاشات كافية هنا.
مصدر طاقة صندوق الأزرار - 5 فولت ، 2 أمبيريمكن شراؤها من أي متجر إلكترونيات.
الواجهة البصرية TDT بطاقة PCIتاكر ديفس تكنولوجيزP05
تكنولوجيزمعالج الإشارات كابلات الألياف الضوئية الرقمية

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Stereotactic ElectroencephalographyDorsal Anterior Cingulate CortexLocal Field PotentialMulti Taper Spectral AnalysisCognitive Interference TaskDepth Electrode PlacementElectrophysiological Signal RecordingData Acquisition RigBehavioral Task SetupTime Frequency Analysis

مقالات ذات صلة