La investigación de la función de profunda cortical y estructuras subcorticales Usando estereotáctica Electroencefalografía: Lecciones de la corteza cingulada anterior

Summary

Estereotáctica Electroencefalografía (SEEG) es una técnica quirúrgica utilizada en la cirugía de la epilepsia para ayudar a localizar focos epilépticos. También ofrece una oportunidad única para investigar la función cerebral. Aquí describimos cómo SEEG se puede utilizar para investigar los procesos cognitivos en sujetos humanos.

Abstract

Estereotáctica Electroencefalografía (SEEG) es una técnica utilizada para localizar focos de ataques en pacientes con epilepsia intratable médicamente. Este procedimiento implica la colocación crónica de múltiples electrodos de profundidad en las regiones del cerebro típicamente inaccesibles a través de subdural colocación de los electrodos de rejilla. Así SEEG ofrece una oportunidad única para investigar la función cerebral. En este trabajo se demuestra cómo SEEG se puede utilizar para investigar el papel de la corteza cingulada anterior dorsal (DACC) en el control cognitivo. Se incluye una descripción del procedimiento SEEG, lo que demuestra la colocación quirúrgica de los electrodos. Se describen los componentes y procesos requeridos para registrar potenciales de campo local de datos (LFP) de consentir sujetos mientras se dedican a una tarea de comportamiento. En el ejemplo proporcionado, los sujetos desempeñan una tarea de interferencia cognitiva, y muestran cómo se registran las señales y se analizan de electrodos en la corteza anterior cingulada dorsal, una zona de intimtamente involucrados en la toma de decisiones. Concluimos con más sugerencias de formas en que este método se puede utilizar para la investigación de los procesos cognitivos humanos.

Introduction

La epilepsia, un trastorno neurológico común caracterizada por múltiples convulsiones recurrentes en el tiempo, representa el 1% de la carga mundial de enfermedades ^1. Los medicamentos anti-epilépticos no logran controlar las convulsiones en el 20 - 30% de los pacientes ^2,3. En estos pacientes médicamente intratables, cirugía de la epilepsia a menudo se indica ^4,5. La decisión de proceder con la cirugía requiere localizar el foco del ataque, un requisito previo a la formulación de un plan quirúrgico. Inicialmente, las técnicas no invasivas se utilizan para lateralizar y localizar el foco del ataque. Electroencefalografía (EEG), por ej....

Protocol

Asegúrese de que cada paciente es revisado para determinar su idoneidad para el estudio de investigación, y los pacientes apropiados debe consintió para la participación en el estudio de acuerdo con los procedimientos del IRB locales.

1. Selección de pacientes para SEEG e Investigación

1. Selección de pacientes para SEEG
   Nota: Los pacientes con epilepsia deben ser evaluados clínicamente por un equipo multidisciplinar formado por epileptólogos, neuropsicólogos y neurocirujanos.
   1. Asegúrese de que el paciente tiene epilepsia focal médicamente refractaria, definida como la falta de respuesta a por lo menos 2 pruebas ade....

Results

Una vez que se selecciona un paciente para SEEG colocación de los electrodos, él / ella sufre un contraste T2 y T1 volumétrica mayor resonancia magnética. Trayectorias de electrodos SEEG se planifican mediante la navegación estereotáxica de las secuencias de resonancia magnética volumétrica (Figura 1). Esta técnica permite la recolección de los potenciales de campo locales de estructuras profundas dentro de la corteza como dorsal corteza cingulada anterior (trayectoria de color naranja claro, Fi.......

Discussion

En este trabajo SEEG se utilizó para investigar la actividad de poblaciones neuronales locales dentro de la DACC durante una tarea de toma de decisiones en los seres humanos. El trabajo previo ha investigado la actividad de las neuronas individuales en el DACC usando grabaciones microelectode intraoperatorias ¹⁴ y demostrado que la actividad DACC es modulada por la actividad anterior. Estudios de microelectrodos permiten la investigación de la actividad de las neuronas individuales spiking. SEEG mide LFPs, qu.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cable de E/S de disparo	Natus Medical Inc.	5029	Cable PS2 a BNC
Cables BNC para pulsos analógicos			Se pueden pedir en la mayoría de las tiendas de electrónica.
Regleta de enchufes con protección contra sobretensiones y respaldo de batería	Tripp Lite	SMART500RT1U UPC	Fuente de alimentación y respaldo
Caja de adquisición de datos DAQ multifuncional de National Instruments Tarjetas DAQ NI PCIe-6382 PCIe-6382	National Instruments	con tarjetas PCI BNC 2090A	para interfaz de control de comportamiento
Caja de botones hecha a medida - dispositivo			de interfaz humanaSe puede utilizar cualquier dispositivo de interfaz humana con tres botones. Alternativamente, se pueden usar 3 botones del teclado.
Sistema de monitorización de EEG intracraneal clínico Xltek de 128 canales EMU128FS	Natus Medical Inc.	002047c Sistema de	registro clínico
Monitor de sujeto y cables asociados para la presentación de estímulos visuales	Dell	U2212HMc	La mayoría de los monitores son adecuados en este caso.
Computadora personal que ejecuta software de comportamiento con tarjetas DAQ instaladas	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	Computadora para registrar datos neuronales
Cable de red para monitor			Por lo general, viene con el monitor, se puede comprar en cualquier tienda de electrónica.
Software Monkey Logic que se ejecuta en Matlab 2010A Gratis			en el sitio web de MonkeyLogic
Software MATLAB 2010a con caja de herramientas de adquisición de datos	Mathworks		Software Matlab
electrodos de sEEG AD TECH o PMT	AD TECH	2102-##-101	Punta de platino, diámetro (0,89 mm, 1 mm, 1,1 mm), longitud sin aislamiento 2,3 mm; El ## en el número de catálogo indica el número de contactos en el electrodo (08, 10, 12 o 16)
Conectores Cabrio	PMT	2125-##-01	El ## en el número de catálogo indica el número de contactos en el electrodo (08, 10, 12 o 16)
Amplificador de Tucker Davis Technologies	PKZ5	Davs Technologies	para datos neuronales
Procesador de Tucker Davis Technologies	Tucker Davs Technologies	RZ2	Procesador de señales neuronales para datos neuronales
Transmisor de datos TuckerDavis Technologies	Tucker Davs Technologies	Transmisor y almacenamiento de datos	RS4
Cables de fibra óptica para conectar sistemas TDT	Tucker Davs Technologies	F05	Cables de fibra óptica para conectar los productos de Tucker Davis Technologies.
plano y conector serie a presión para marcadores			Se puede pedir en las tiendas de electrónica ost.
ordenador personal con software TDT RPvdsEx y OpenEx	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	para el control del comportamiento
Gabinete de servidor del Atlántico Medio con ruedas	Productos del Atlántico Medio	PTRK-21	Caja de servidor para albergar todos los elementos de investigación
Tucker Davis Technologies Caja divisora para dividir los registros clínicos y de investigación	Tucker Davs Technologies		Esta caja divisora es un dispositivo semi-personalizado. Los investigadores deben consultar a los neurólogos tratantes sobre la división de la investigación y los registros clínicos de una manera que no interfiera con la atención clínica.
Monitor de investigador con los cables necesarios	Dell	U2212HMc	La mayoría de los monitores son adecuados aquí.
Fuente de alimentación de la caja de botones - 5 voltios, 2 amperios			Se puede comprar en cualquier tienda de electrónica.
Tarjeta PCI de interfaz óptica TDT	Tucker Davs Technologies	P05