RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
DOI: 10.3791/51947-v
Matthew A. Johnson1, Susan Thompson1, Jorge Gonzalez-Martinez2, Hyun-Joo Park1, Juan Bulacio2, Imad Najm2, Kevin Kahn4, Matthew Kerr4, Sridevi V. Sarma4, John T. Gale1,3
1Department of Neurosciences,Cleveland Clinic Foundation, 2Epilepsy Center,Cleveland Clinic Foundation, 3Department of Neurosciences and Center for Neurological Restoration,Cleveland Clinic Foundation, 4Department of Biomedical Engineering,Johns Hopkins University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
مرضى زرع أقطاب كهربائية داخل القحف مع توفر فرصة فريدة لتسجيل البيانات العصبية من مناطق متعددة من الدماغ في حين أن المريض بأداء المهام السلوكية. هنا، نقدم طريقة تسجيل من مرضى زرع التي يمكن أن تكون قابلة للتكرار في المؤسسات الأخرى من الوصول إلى هذه الفئة من السكان المريض.
الهدف العام من التجربة التالية هو تقييم كيفية تشفير الدماغ للقرارات من خلال لعب حرب لعبة الورق. يتم تحقيق ذلك من خلال جعل المرضى يلعبون لعبة صنع القرار أثناء تسجيل نشاط الدماغ من أقطاب كهربائية متعددة بين الجمجمة تم زرعها جراحيا للأغراض السريرية. كخطوة ثانية ، يتم تحليل البيانات في وضع عدم الاتصال لتفسير النتائج.
تم الحصول على النتائج التي تظهر تعديلا كبيرا لنطاق جاما في النظام الحوفي بناء على تحليل طيف الطاقة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على تقنيات أخرى مثلها ، مثل FMRI أو PET أو MEG ، هي أنها توفر دقة مكانية وزمانية عالية بينما يقدم البعض الآخر واحدا أو آخر فقط. لذلك يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على بعض الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب التي تتضمن التحكم الحركي الإلكتروني المعرفي ، بالإضافة إلى بعض الأسئلة الرئيسية في اتصال الدماغ.
حسنا ، من المهم عند إجراء هذه التجارب أن تكون مرنا وصبورا. نظرا لأن المرضى قد يحتاجون إلى تناول وجبات الطعام ، فقد يكون لديهم مواعيد سريرية حيث يمكن أن يصابوا بنوبة. تم تصميم هذه الطريقة لتوفير نظرة ثاقبة حول كيفية تشفير الدماغ للقرارات.
يمكن تطبيقه أيضا على وظائف الدماغ المختلفة مثل وظيفة اللغة أو الذاكرة الحركية. السبب في قيامنا بهذه التجربة ، لأن لدينا عددا كبيرا من المرضى الذين نزرعهم بالحلق والتقنية ، وهذا ما يعرف أيضا باسم SEG. لذلك نقوم بزرع مناطق لم يتم زرعها من قبل من أجل تحديد موقع النوبات ، ويمكننا اغتنام الفرصة لدراسة تلك المناطق.
أيضا ، أنت تقوم بهذا البحث الفريد والمثير للاهتمام للغاية ابدأ بتقييم المرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للعلاج مع مراعاة زرع القطب الكهربائي داخل الجمجمة. إذا كان المريض مرشحا جيدا للجراحة الغازية ، فقم بتحليل التصوير بالرنين المغناطيسي والبوزيتروني و Meg الموجود لدى المريض ، جنبا إلى جنب مع أمراض النوبات من أجل تحسين وضع الأقطاب الكهربائية. بعد ذلك ، حدد المرضى المؤهلين وفقا لبروتوكول IRB المعتمد بناء على معايير التضمين والاستبعاد.
ثم مقابلة المرضى في العيادة والحصول على موافقة خطية ومستنيرة. قبل أي أنشطة بحثية. اشرح الدراسة للموضوع وأكد على أن المشاركة طوعية تماما ولن تؤثر بأي حال من الأحوال على الرعاية السريرية.
أيضا ، أبلغ المريض أن معلوماته ستظل مجهولة الهوية وسرية وأنه قد يتوقف عن المشاركة في الدراسة في أي وقت. تحت أي نتيجة ، يشتمل النظام السلوكي على FD ، وذراع آلية معتمدة للتفاعل مع المريض ، وجهاز كمبيوتر محمول للتحكم في البرنامج السلوكي ، وشاشة لتقديم محفزات المهمة للمريض ونظام الحصول على البيانات لتخزين البيانات الفيزيولوجية الكهربية والسلوكية قبل إحضار الجهاز إلى غرفة المريض أولا ، والتأكد من وجود مساحة كافية متاحة بالإضافة إلى الوصول إلى المنافذ اللازمة. تحقق أيضا من أن جميع المعدات والأسلاك جاهزة لتسريع الإعداد.
عندما يكون المريض جاهزا ، أحضر النظام السلوكي إلى الغرفة وابدأ في تشغيل النظام السلوكي والذراع الآلية. قم بتوصيل إخراج علامة الحدث الرقمي من الكمبيوتر السلوكي بقنوات التيار المستمر لنظام الاستحواذ الفيزيولوجي الكهربي. سيؤدي هذا إلى قفل إشارات تخطيط كهربية الدماغ الاستريو المسجلة بعلامات الأحداث السلوكية.
من الأفضل استخدام نظام اكتساب الفيزيولوجيا الكهربية المنفصل المخصص لأغراض البحث كما هو موضح هنا. بعد ذلك ، قم بمعايرة الذراع الآلية ووضعها بحيث يكون نطاق الحركة مريحا للمريض. بمجرد وضع جميع المعدات في مكانها الصحيح ، اتخذ الاحتياطات اللازمة حتى لا يؤذي المرضى أنفسهم في حالة حدوث نوبة.
أثناء المهمة ، تأكد من سهولة الوصول إلى أزرار التوقف في حالات الطوارئ من قبل الباحثين طوال المهمة السلوكية. بعد الانتهاء من إعداد جهاز الحفر ومعايرة جهاز الواجهة ، اشرح المهمة السلوكية للمريض واطلب من المريض ممارسة المهمة. استخدمنا مهمة سلوكية مشابهة لحرب ألعاب الأطفال.
اطلب من المريض المراهنة على ما إذا كانت بطاقته أكبر من بطاقة الكمبيوتر. لذلك سنلعب اللعبة من قبل ضد الكمبيوتر. لذا في هذه المهمة بشكل أساسي ، إنها مثل لعبة حرب الأطفال حيث تحاول التغلب على الكمبيوتر.
ولكن في هذه الحالة ، لتسهيل الأمر ، نستخدم البطاقتين ، والبطاقات الأربع ستة ، والثمانية ، والبطاقة 10 بدلا من أي بطاقات وجه وطريقة عمل اللعبة. إذا كنت تعتقد أنك ستفوز ، فأنت تراهن على رهان مرتفع. إذا كنت تعتقد أنك ستخسر ، فإنك تراهن على رهان منخفض وتراهن عن طريق تحريك هذه الذراع الآلية لضرب هدف على الشاشة.
وإذا فزت ، فأنت ، إذا فزت ، فستربح المال. إذا خسرت ، فإنك تخسر المال. يعتمد اختيار الرهان على تصور المريض للقيمة النسبية لبطاقته.
قمنا بتبسيط اللعبة باستخدام بطاقات من مجموعة واحدة فقط وقصر المجموعة على البطاقات المرقمة 2 و 4 و 6 و 8 و 10. أثناء المهمة. إظهار قائمة انتظار تثبيت على الشاشة لمدة 350 مللي ثانية.
تأكد من أن المريض يحمل المؤشر فوق علامة التثبيت لبدء المهمة. بعد ذلك ، يجب تقديم الحافز لمدة 1000 مللي ثانية. اسمح للمريض برؤية بطاقته مع بطاقة الكمبيوتر بجانبها ووجهها لأسفل.
بعد اختفاء البطاقة. اعرض قائمة انتظار الانتقال التي تعرض خيارين يطلبان من المريض المراهنة إما 5 أو 20 بناء على بطاقته. اطلب من المريض وضع الرهان عن طريق تحريك المؤشر ، باستخدام الذراع الآلية فوق الرهان الذي اختاره.
عشوائيا موضع الرهان من التجربة إلى التجربة للتأكد من عدم وجود تحيز بناء على الموضع بعد اختيار الرهان ، يجب أن يكون هناك تأخير يتبعه الكشف عن بطاقة الكمبيوتر. لاحظ ما إذا كانت التجربة فوزا أو خسارة أو تعادلا ومقدار ما تم ربحه أو خسارته. اسمح للمريض بالتدرب حتى يثق في أدائه وليس لديه أسئلة حول المهمة قبل التسجيل.
أولا ، تحقق من تحديد الإعدادات الموجودة على نظام الاستحواذ وضمانها بشكل مناسب. إذا كان المريض جاهزا ، فقم بإطفاء أضواء الغرفة والتلفزيون للحفاظ على ضوضاء الخلفية عند الحد الأدنى أثناء التسجيل. بالإضافة إلى ذلك ، اطلب من المريض الامتناع عن سلوكيات مثل النقر على قدمه أو التحدث أو هز ساقيه.
ابدأ الآن المهمة أثناء تسجيل المريض وهو يؤدي المهمة. نطلب من المريض أداء المهمة لمدة 30 دقيقة. يجب أن يكون معدل أخذ العينات لنظام الذراع الآلي كيلو هرتز واحد ومعدل نظام تسجيل SEEG كيلو هرتز.
بعد جلسة الاستحواذ ، قم بتحليل البيانات عن طريق إلغاء تحديد بيانات SEEG المسجلة أولا للتأكد من أن معلومات المريض تظل سرية وأن البيانات يتم تقديمها بشكل مجهول. ثم احصل على إحداثيات مواقع القطب الكهربائي من التصوير المقطعي المحوسب بعد الجراحة والتصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة أخيرا تطبيق طرق تحليل الإشارات لتحليل تعديل نشاط الدماغ المعتمد على الحدث. هنا يمكنك رؤية طيف القوة من النشاط بالنسبة لثلاث ملاحم مختلفة في مهمة الحرب.
يصور الصف الأول نشاط التلفيف الأمامي السفلي ، والصف الثاني يصور نشاط القشرة البصرية. تمثل الأصفار في الأصفار في الرسوم البيانية في كل عمود ظهور خيارات الرهان ، وظهور المكافأة الإيجابية ، وظهور المكافأة السلبية. عندما يراهن الموضوع ، فإن التلفيف الأمامي السفلي لا يغير نشاطه بشكل كبير.
في المقابل ، فإن القشرة البصرية المرتبطة بها لها تغيير كبير في نطاق التردد من 60 إلى 100 هرتز ، بدءا من حوالي 125 مللي ثانية بعد التعليمات. عندما يفوز الموضوع بيد ، يكون هناك تعديل كبير للنطاق الضيق في نطاق التردد 40 إلى 50 هرتز في التلفيف الأمامي السفلي. بعد حوالي 250 مللي ثانية ، مرة أخرى ، يحدث تغيير كبير في نطاق تردد 60 إلى 100 هرتز ، بدءا من 125 مللي ثانية تقريبا.
بعد التعليمات. هنا ، فقد الموضوع اليد. على عكس يد الرياح ، لا يستجيب التلفيف الأمامي السفلي بينما القشرة البصرية الترابطية ، لديها مرة أخرى تغيير كبير.
لذلك من المهم أن تتذكر عند محاولة محاولة هذا الإجراء أنه يجب عليك دائما الحفاظ على سرية المريض وراحة المريض واحترام رغبات المريض إذا اختار عدم المشاركة. في أي وقت في هذا الإجراء بعد الإجراء ، يمكن تحليل البيانات بطرق متعددة للتحقيق في الطبيعة الدقيقة لاتصال الدماغ. لذلك ، يمكن استخدام البيانات لاختبار العديد من الفرضيات المختلفة.
يمكن استخدام البيانات التي جمعناها في هذه التجارب من قبل مجموعة متنوعة من العلماء المختلفين ، على سبيل المثال ، علماء الأعصاب وكذلك العلماء السلوكيين والحسابيين. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن تكون قادرا على أداء المهام السلوكية في المرضى المزروعين بأقطاب SEEG في وحدة مراقبة الصرع ، يمكن تعديل تصميم المهمة لدراسة العديد من الأنماط المختلفة للسلوك البشري والمرض. في البداية ، كان من الصعب بعض الشيء إعداد كل شيء ، واختيار المرضى ، والحصول على المهمة الصحيحة ، ولكن في النهاية ، كان يوما مثمرا للغاية.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Related Videos
12:04
Related Videos
13.5K Views
13:32
Related Videos
26.8K Views
03:49
Related Videos
553 Views
09:00
Related Videos
12.8K Views
08:25
Related Videos
11.2K Views
10:19
Related Videos
8.6K Views
10:08
Related Videos
11.3K Views
10:51
Related Videos
9.2K Views
10:42
Related Videos
9.4K Views
06:34
Related Videos
1.8K Views