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Seguimiento ocular simultáneo y grabación de una sola neurona para identificar neuronas selectivas

8 de julio de 2025

En este artículo

Resumen

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Fuente: Wang, S., et al. Seguimiento ocular simultáneo y grabaciones de una sola neurona en pacientes con epilepsia humana. J. Vis. Exp. (2019).

El video muestra un ensayo para identificar neuronas selectivas objetivo a través de seguimiento ocular simultáneo y grabaciones de una sola neurona. Un participante humano tiene la tarea de identificar un objeto objetivo entre una serie de objetos en una pantalla, y se realiza un seguimiento del movimiento ocular. Al mismo tiempo, la tasa de disparo de las neuronas individuales se registra a través de electrodos implantados en el cerebro. Los datos de ambos registros se correlacionan para evaluar la presencia de neuronas selectivas objetivo.

Protocolo

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Todos los procedimientos que involucran participantes humanos se han realizado de acuerdo con las directrices institucionales, nacionales e internacionales para el bienestar humano y han sido revisados por la junta de revisión institucional local.

1. Participantes

  1. Reclutar pacientes neuroquirúrgicos con epilepsia intratable que se sometan a la colocación de electrodos intracraneales para localizar sus convulsiones epilépticas.
  2. Inserte electrodos de profundidad con microcables incrustados en todas las ubicaciones objetivo clínicamente indicadas, que generalmente incluyen un subconjunto de la amígdala, el hipocampo, la corteza cingulada anterior y el área motora presuplementaria. Ver detalles para la implantación en nuestro protocolo anterior.
  3. Una vez que el paciente regrese a la unidad de monitoreo de epilepsia, conecte el equipo de registro para macro y micro registros. Esto incluye preparar cuidadosamente una venda para la cabeza que incluya etapas de la cabeza. Luego, espere a que el paciente se recupere de la cirugía y realice pruebas cuando el paciente esté completamente despierto (por lo general, al menos 36 a 48 horas después de la cirugía).

2. Configuración experimental

  1. Conecte la computadora de estímulo al sistema de electrofisiología y al rastreador ocular siguiendo el diagrama de la Figura 1.
  2. Utilice el sistema de seguimiento ocular infrarrojo remoto no invasivo (consulte la tabla de materiales). Coloque el sistema de seguimiento ocular en un carro móvil robusto (Figura 1A, B). Al mismo carro, conecte un brazo flexible que sostenga una pantalla de cristal líquido (LCD). Utilice el modo remoto para rastrear la cabeza y los ojos del paciente.
  3. Coloque una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) completamente cargada en el carro de seguimiento ocular y conecte todos los dispositivos relacionados con el seguimiento ocular (es decir, la pantalla LCD frente al paciente, la cámara y la fuente de luz del rastreador ocular, y la computadora host del rastreador ocular) al UPS en lugar de a una fuente de alimentación externa.
  4. Ajuste la distancia entre el paciente y la pantalla LCD a 60-70 cm y ajuste el ángulo de la pantalla LCD para que la superficie de la pantalla sea aproximadamente paralela a la cara del paciente. Ajuste la altura de la pantalla en relación con la cabeza del paciente, de modo que la cámara del rastreador ocular esté aproximadamente a la altura de la nariz del paciente.
  5. Proporcione al paciente la caja de botones o el teclado. Verifique que los disparadores (lógica de transistor-transistor, TTL) y la pulsación de un botón se registren correctamente antes de iniciar el experimento.

>3. Grabación de una sola neurona

  1. Inicie el software de adquisición. En primer lugar, inspeccione visualmente los potenciales de campo local de banda ancha (0,1 Hz - 8 kHz) y asegúrese de que no estén contaminados por el ruido de la línea. De lo contrario, siga los procedimientos estándar para eliminar el ruido.
  2. Para identificar neuronas individuales, filtre la señal de paso de banda (300 Hz - 8 KHz). Seleccione uno de los ocho microcables como referencia para cada haz de microcables. Pruebe diferentes referencias y ajuste la referencia para que (1) los otros 7 canales muestren neuronas claras y (2) la referencia no contenga neuronas. Ajuste el rango de entrada para que sea ± 2.000 μV.
  3. Habilite el almacenamiento de los datos como un archivo NRD (es decir, el archivo de datos sin procesar de banda ancha que se utilizará para la posterior clasificación de picos fuera de línea) antes de registrar los datos. Ajuste la frecuencia de muestreo a 32 kHz.

>4. Seguimiento ocular

  1. Inicie el software de seguimiento ocular. Debido a que es un sistema sin fijación de la cabeza, coloque la pegatina en la frente del paciente para que el rastreador ocular pueda ajustar los movimientos de la cabeza.
  2. Ajuste la distancia y el ángulo entre el rastreador ocular y el paciente para que el marcador de objetivo, la distancia de la cabeza, la pupila y la reflexión corneal (CR) se marquen como listos (como se muestra en verde en el software de seguimiento ocular; La Figura 2 muestra un buen ejemplo de pantalla de configuración de la cámara). Haga clic en el ojo que desea grabar y ajuste la frecuencia de muestreo a 500 Hz.
  3. Utilice el ajuste automático de la pupila y el umbral de RC. Para los pacientes que usan anteojos, ajuste la posición y/o el ángulo del iluminador y la cámara para que los reflejos del vidrio no interfieran con la adquisición de la pupila.
  4. Calibra el eye tracker con el método de cuadrícula de 9 puntos incorporado al principio de cada bloque. Confirme que las posiciones de los ojos (mostradas como "+") se registran bien como una cuadrícula de 9 puntos. De lo contrario, vuelva a hacer la calibración.
  5. Acepte la calibración y realice la validación. Acepte la validación si el error de validación máximo es < 2° y el error de validación medio es < 1°. De lo contrario, rehaga la validación.
  6. Realice la corrección de deriva y proceda al experimento real.

5. Tarea

  1. En esta tarea de búsqueda visual, utilice los estímulos de nuestro estudio anterior y siga el procedimiento de la tarea tal y como se ha descrito anteriormente.
  2. Proporcione instrucciones de tarea a los participantes. Indique a los participantes que encuentren el elemento de destino en la matriz de búsqueda y respondan lo antes posible. Indique a los participantes que presionen el botón izquierdo de un cuadro de respuesta (ver Tabla de Materiales) si encuentran el objetivo y el botón derecho si creen que el objetivo está ausente. Indique explícitamente a los participantes que habrá ensayos con presencia y ausencia de objetivos.
  3. Inicie el software de presentación de estímulos (consulte la Tabla de materiales) y ejecute la tarea: Presente una señal objetivo durante 1 s y presente la matriz de búsqueda utilizando el software de presentación de estímulos. Grabe las pulsaciones del botón y proporcione comentarios prueba por prueba (Correcto, Incorrecto o Tiempo de espera) a los participantes.

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Resultados

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Figura 1. Montaje experimental. (A) Los paneles de la izquierda muestran un croquis de las conexiones entre los diferentes sistemas. La computadora de estímulo sirve como controlador central. Se conecta al sistema de electrofisiología a través del puerto paralelo y envía pulsos TTL como disparadores. La computadora de estímulo se conecta al sistema de seguimiento ocular a través de u...

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Divulgaciones

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No se han declarado conflictos de interés.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Caja de respuesta de Cedrus Cedro (https://cedrus.com/) RB-844 Caja de botones
Laptop Dell Dell (https://dell.com) Precisión 7520 Computadora de estímulo
EyeLink Rastreador Ocular Investigación SR (https://www.srresearch.com) Mando a distancia 1000 Plus con ordenador portátil, ordenador host y soporte de brazo LCD Seguimiento ocular
Sistema de Neurofisiología Neuralynx Neuralynx (https://neuralynx.com)ATLAS 128 electrofisiología
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