Darstellende Behavioral Aufgaben bei Patienten mit Hirnelektroden

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist es, zu beurteilen, wie das Gehirn Entscheidungen kodiert, indem es das Kartenspiel Krieg spielt. Dies wird erreicht, indem die Patienten ein Entscheidungsspiel spielen, während sie die Gehirnaktivität mehrerer interkranieller Elektroden aufzeichnen, die zu klinischen Zwecken chirurgisch implantiert wurden. In einem zweiten Schritt werden die Daten offline analysiert, um die Ergebnisse zu interpretieren.

Es werden Ergebnisse erzielt, die eine signifikante Gamma-Banden-Modulation im limbischen System auf der Grundlage der Leistungsspektrumanalyse zeigen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber ähnlichen Techniken wie FMRI, PET oder MEG besteht darin, dass sie sowohl eine hohe räumliche als auch eine zeitliche Auflösung bietet, während andere nur das eine oder das andere bieten. Diese Methode kann also dazu beitragen, einige Schlüsselfragen im Bereich der Neurowissenschaften zu beantworten, die die kognitive E-Motorik betreffen, sowie einige Schlüsselfragen zur Gehirnkonnektivität.

Nun, bei der Durchführung dieser Experimente ist es wichtig, sowohl flexibel als auch geduldig zu sein. Da die Patienten möglicherweise Mahlzeiten zu sich nehmen müssen, können sie klinische Termine haben, bei denen sie möglicherweise einen Anfall haben könnten. Diese Methode soll Aufschluss darüber geben, wie das Gehirn die Entscheidungen kodiert.

Es kann auch auf verschiedene Gehirnfunktionen wie die Sprachfunktion oder das motorische Gedächtnis angewendet werden. Der Grund, warum wir diese Erfahrung machen, ist, dass wir eine große Anzahl von Patienten haben, die wir mit Hals und Technik implantieren, die auch als SEG bekannt ist. Wir implantieren also Bereiche, die noch nie zuvor implantiert wurden, um die Anfälle zu lokalisieren, und wir können die Gelegenheit nutzen, diese Bereiche zu untersuchen.

Außerdem führen Sie diese einzigartige und sehr interessante Forschung durch: Beginnen Sie mit der Bewertung von Patienten mit refraktärer Epilepsie unter Berücksichtigung einer intrakraniellen Elektrodenimplantation. Wenn der Patient ein guter Kandidat für die invasive Operation ist, analysieren Sie das vorhandene MRT, PET und Meg des Patienten zusammen mit der Anfallspathologie, um die Platzierung der Elektroden zu optimieren. Identifizieren Sie als Nächstes geeignete Patienten gemäß dem genehmigten IRB-Protokoll auf der Grundlage der Ein- und Ausschlusskriterien.

Treffen Sie sich dann mit den Patienten in der Klinik und holen Sie eine schriftliche und informierte Einwilligung ein. Vor jeder Forschungstätigkeit. Erklären Sie dem Probanden die Studie und betonen Sie, dass die Teilnahme streng freiwillig ist und sich in keiner Weise auf die klinische Versorgung auswirkt.

Informieren Sie den Patienten auch darüber, dass seine Daten anonym und vertraulich bleiben und dass er die Teilnahme an der Studie jederzeit beenden kann. Unter keinen Umständen umfasst das Verhaltenssystem einen FD, einen zugelassenen Roboterarm für die Patienteninteraktion, einen Laptop zur Steuerung des Verhaltensprogramms, einen Monitor zur Präsentation der Aufgabenreize an den Patienten und ein Datenerfassungssystem zum Speichern der elektrophysiologischen und Verhaltensdaten, bevor das Gerät zuerst in das Patientenzimmer gebracht wird, um sicherzustellen, dass ausreichend Platz zur Verfügung steht sowie Zugang zu den notwendigen Ausgängen. Überprüfen Sie außerdem, ob alle Geräte und Kabel bereit sind, um die Einrichtung zu beschleunigen.

Wenn der Patient bereit ist, bringen Sie das Verhaltenssystem in den Raum und beginnen Sie, das Verhaltenssystem und den Roboterarm hochzufahren. Verbinden Sie den Ausgang des digitalen Ereignismarkers vom Verhaltenscomputer mit den DC-Kanälen des elektrophysiologischen Erfassungssystems. Dadurch werden die aufgezeichneten Stereo-Elektroenzephalographie-Signale mit Verhaltensereignismarkern zeitlich fixiert.

Es ist am besten, ein separates elektrophysiologisches Erfassungssystem zu verwenden, das für Forschungszwecke bestimmt ist, wie hier gezeigt. Kalibrieren Sie anschließend den Roboterarm und positionieren Sie ihn so, dass der Bewegungsumfang für den Patienten angenehm ist. Sobald alle Geräte an Ort und Stelle sind, treffen Sie Vorkehrungen, damit sich die Patienten im Falle eines Anfalls nicht selbst verletzen.

Stellen Sie während der Aufgabe sicher, dass die Not-Aus-Tasten für die Forscher während der gesamten Verhaltensaufgabe leicht zugänglich sind. Erklären Sie dem Patienten nach Abschluss der Einrichtung des Rigs und der Kalibrierung des Interface-Geräts die Verhaltensaufgabe und lassen Sie den Patienten die Aufgabe üben. Wir verwendeten eine Verhaltensaufgabe, die dem Kinderspiel War ähnelt.

Bitten Sie den Patienten, Wetten abzuschließen, ob seine Karte größer ist als die Karte des Computers. Also werden wir das Spiel vorher gegen den Computer spielen. Im Grunde genommen ist es bei dieser Aufgabe wie bei einem Kinderkriegsspiel, bei dem man versucht, den Computer zu besiegen.

Aber in diesem Fall, um es einfacher zu machen, verwenden wir die Zweier-, die Vierer-, die Sechser-, die Achter- und die 10er-Karte anstelle von Bildkarten und der Art und Weise, wie das Spiel funktioniert. Wenn Sie glauben, dass Sie gewinnen werden, setzen Sie einen hohen Einsatz. Wenn Sie glauben, dass Sie verlieren werden, setzen Sie einen niedrigen Einsatz und tätigen Ihre Wette, indem Sie diesen Roboterarm bewegen, um ein Ziel auf dem Bildschirm zu treffen.

Und wenn du gewinnst, gewinnst du, wenn du gewinnst, gewinnst du das Geld. Wenn Sie verlieren, verlieren Sie das Geld. Die Wahl des Einsatzes basiert auf der Wahrnehmung des Patienten über den relativen Wert seiner Karte.

Wir haben das Spiel vereinfacht, indem wir nur Karten einer Farbe verwendet haben und das Deck auf die nummerierten Karten 2, 4, 6, 8 und 10 beschränkt haben. Während der Aufgabe. Zeigen Sie eine Fixierungswarteschlange für 350 Millisekunden auf dem Bildschirm an.

Stellen Sie sicher, dass der Patient den Cursor über die Fixierungsmarkierung hält, um die Aufgabe zu starten. Als nächstes sollte der Stimulus 1000 Millisekunden lang präsentiert werden. Erlauben Sie dem Patienten, seine Karte mit der Karte des Computers nach unten zu sehen.

Nach dem Verschwinden der Karte. Zeigen Sie eine Go-Warteschlange an, in der zwei Optionen angezeigt werden, in denen der Patient aufgefordert wird, basierend auf seiner Karte entweder 5 oder 20 zu setzen. Bitten Sie den Patienten, die Wette zu platzieren, indem er den Cursor bewegt und den Roboterarm über den von ihm gewählten Einsatz hält.

Randomisierte die Wettposition von Versuch zu Versuch, um sicherzustellen, dass es keine Verzerrung aufgrund der Position gibt. Nachdem die Wette ausgewählt wurde, sollte es eine Verzögerung geben, gefolgt von einer Enthüllung der Karte des Computers. Beobachten Sie, ob der Prozess ein Gewinn, eine Niederlage oder ein Unentschieden war und wie viel gewonnen oder verloren wurde. Lassen Sie den Patienten üben, bis er von seiner Leistung überzeugt ist und vor der Aufnahme keine Fragen zur Aufgabe hat.

Stellen Sie zunächst sicher, dass die Einstellungen am Erfassungssystem richtig ausgewählt und sichergestellt sind. Wenn der Patient bereit ist, schalten Sie die Raumbeleuchtung und den Fernseher aus, um die Hintergrundgeräusche während der Aufzeichnung auf ein Minimum zu reduzieren. Bitten Sie den Patienten außerdem, Verhaltensweisen wie das Klopfen mit dem Fuß, Sprechen oder Schütteln der Beine zu unterlassen.

Beginnen Sie nun mit der Aufgabe, während Sie den Patienten aufnehmen, der die Aufgabe ausführt. Wir bitten den Patienten, die Aufgabe 30 Minuten lang auszuführen. Die Abtastrate des Roboterarmsystems sollte bei einem Kilohertz liegen, die des SEEG-Aufzeichnungssystems bei zwei Kilohertz.

Analysieren Sie die Daten nach der Erfassungssitzung, indem Sie zunächst die aufgezeichneten SEEG-Daten anonymisieren, um sicherzustellen, dass die Informationen des Patienten vertraulich bleiben und die Daten anonym übermittelt werden. Ermitteln Sie dann die Koordinaten der Elektrodenpositionen aus der postoperativen CT und der präoperativen MRT und wenden Sie schließlich Signalanalysemethoden an, um die ereignisabhängige Modulation der Gehirnaktivität zu analysieren. Hier siehst du ein Machtspektrum der Aktivität relativ zu drei verschiedenen Epics in der Kriegsaufgabe.

Die erste Reihe stellt die Aktivität des Gyrus frontalis inferior dar, die zweite Reihe die Aktivität des visuellen Kortex. Die Nullen der Diagramme in jeder Spalte stellen das Erscheinungsbild von Wettoptionen, das Erscheinungsbild einer positiven Belohnung und das Auftreten einer negativen Belohnung dar. Wenn das Subjekt eine Wette abschließt, verändert der untere frontale Gyrus seine Aktivität nicht signifikant.

Im Gegensatz dazu zeigt der assoziierte visuelle Kortex eine signifikante Veränderung im Frequenzbereich von 60 bis 100 Hertz, die etwa 125 Millisekunden nach der Anweisung beginnt. Wenn der Proband eine Hand gewinnt, kommt es zu einer signifikanten Schmalbandmodulation im Frequenzband von 40 bis 50 Hertz im unteren frontalen Gyrus. Nach etwa 250 Millisekunden zeigt der Assoziation des visuellen Kortex wiederum eine signifikante Veränderung im Frequenzbereich von 60 bis 100 Hertz, beginnend bei etwa 125 Millisekunden.

Nach der Einweisung. Hier hat das Subjekt die Hand verloren. Im Gegensatz zur Windhand reagiert der Gyrus frontalis inferior nicht, während der assoziative visuelle Kortex wiederum eine signifikante Veränderung aufweist.

Daher ist es wichtig, sich daran zu erinnern, wenn Sie versuchen, dieses Verfahren auszuprobieren, dass Sie immer die Vertraulichkeit des Patienten und den Komfort des Patienten wahren und die Wünsche des Patienten respektieren sollten, wenn er sich gegen eine Teilnahme entscheidet. Zu jedem Zeitpunkt dieses Verfahrens Nach dem Verfahren können die Daten mit mehreren Methoden analysiert werden, um die genaue Art der Gehirnkommunikation zu untersuchen. Daher können die Daten verwendet werden, um viele verschiedene Hypothesen zu testen.

Die Daten, die wir in diesen Experimenten gesammelt haben, können von einer Vielzahl verschiedener Wissenschaftler verwendet werden, z. B. von Neurowissenschaftlern sowie Verhaltens- und Computerwissenschaftlern. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie in der Lage sein, Verhaltensaufgaben bei Patienten durchzuführen, denen SEEG-Elektroden implantiert wurden. In der Epilepsie-Überwachungseinheit kann das Aufgabendesign modifiziert werden, um viele verschiedene Verhaltensweisen und Krankheiten des Menschen zu untersuchen. Anfangs war es etwas schwierig, alles einzurichten, die Patienten auszuwählen, die richtige Aufgabe zu bekommen, aber am Ende war es ein sehr produktiver Tag.