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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 ejemplo, las medidas de la actividad eléctrica cortical registró a partir de los electrodos colocados en el cuero cabelludo y, a menudo puede proporcionar suficiente información sobre la ubicación del foco epiléptico. Además, la resonancia magnética (MRI) puede demostrar lesiones discretas, tales como esclerosis del hipocampo, la patología clásica observada en la forma más común de la epilepsia intratable médicamente, t mesialepilepsia del lóbulo emporal (ELTM).
Con frecuencia, sin embargo, el estudio diagnóstico no invasivo es incapaz de identificar un foco epiléptico. En estos casos, se requiere electrocorticografía invasiva (ECoG) con electrodos intracerebrales para localizar el foco y guiar tratamiento quirúrgico adicional 6. ECoG es una técnica neurofisiológica utilizado para medir la actividad eléctrica usando electrodos colocados en contacto directo con el cerebro. Grids o tiras de superficie (subdurales) electrodos se colocan sobre la superficie del cerebro, un proceso que requiere una craneotomía (extirpación de un colgajo óseo) y abertura grande de la duramadre. Estos electrodos de superficie se pueden colocar sobre la zona putativo (s) de inicio de la crisis. Los extremos distales de los electrodos se túnel a través de pequeñas aberturas en la piel y se conectan al equipo de grabación en la unidad de supervisión de la epilepsia (UEM). En la UEM, el paciente es monitoreado por la actividad convulsiva clínica a través de video continuo y grabaciones de ECoG. Esta técnica is útil para recoger a largo plazo (días o semanas) grabaciones de ictal y descargas eléctricas interictales sobre áreas relativamente grandes de la superficie cortical. Si bien estos registros intracraneales son invaluables clínicamente para la investigación de focos epilépticos y propagación, sino que también nos ofrecen la oportunidad de investigar la función cognitiva y la neurofisiología en los seres humanos sometidos a tareas de comportamiento diseñados específicamente.
ECoG usando electrodos de rejilla subdurales se ha utilizado para investigar diferentes aspectos de la función cortical, incluyendo el procesamiento sensorial y el lenguaje. Como uno de los muchos ejemplos, Bouchard et al demostraron la coordinación temporal de la musculatura oral en la formación de sílabas de la lengua hablada en la corteza sensoriomotora ventral, una región identificada como el habla humana sensoriomotoras corteza 7. Además, ECoG con la colocación de la rejilla subdural también ha sido utilizado para estudiar los mecanismos por los cuales los seres humanos son capaces de ATTENd para una voz particular dentro de una multitud: el llamado "efecto cóctel" 8,9. Grabaciones ECoG demostraron que hay dos bandas neuronales distintas que rastrear dinámicamente flujos de voz, tanto en fase de baja frecuencia y alta gamma fluctuaciones de amplitud, y que hay sitios de procesamiento diferentes - uno sitio "modulación" que rastrea los dos altavoces, y una 'selección' sitio que rastrea el hablador asistido 5.
Otra de las aplicaciones emergentes de ECoG con la colocación de electrodos subdurales es el potencial para su uso con Brain Computer Interfaces (BCI), que "decodificar" la actividad neuronal con el fin de impulsar una salida externa. Esta tecnología tiene el potencial de permitir que los pacientes con cerebro grave o lesiones de médula espinal para comunicarse con el mundo y manipular prótesis 10,11.
Si bien la colocación de rejilla subdural ha contribuido en gran medida a nuestra comprensión de súperáreas corticales ficiales y es útil en la identificación de focos epileptogénicas corticales, esta técnica requiere una craneotomía y sus riesgos asociados, y generalmente se limita a estudiar la superficie externa del cerebro. Electroencefalografía estereotáctica (SEEG) es una técnica que permite la evaluación de profunda focos epileptógena 12. Con una larga historia de uso en Francia e Italia, también se utiliza cada vez más en los EE.UU. 13. SEEG implica la colocación de electrodos múltiples (típicamente 10-16) de profundidad dentro de la sustancia del cerebro a través de pequeñas (pocos mm) agujeros de perforación giro rebabas. Ventajas de SEEG sobre la colocación de la rejilla subdural incluyen su naturaleza menos invasiva, la facilidad de examinar hemisferios bilaterales cuando se requiera, y la capacidad de generar mapas tridimensionales de la propagación de las convulsiones. Por otra parte, estos electrodos permiten la identificación de focos epileptógena profunda que antes eran difíciles de identificar con electrodos de superficie. Este procedimiento también provides la oportunidad para investigar la neurofisiología y la función de las estructuras corticales profundas, tales como el sistema límbico, la corteza mesoparietal, la corteza mesotemporal, y la corteza orbitofrontal, todos los cuales eran previamente difíciles de investigar directamente en los seres humanos.
En este trabajo se muestra cómo SEEG puede ser utilizado para investigar la función cognitiva en la corteza cingulada anterior dorsal (DACC). El DACC es una región del cerebro investigado ampliamente, pero también es uno de los más mal entendido. Considerado una región importante para la cognición humana, que es probable que el DACC es fundamental para el procesamiento neuronal dinámica de decisiones en el contexto de continuamente cambiantes demandas impuestas por el medio ambiente 14. Los estudios en primates y seres humanos 15,16 17 sugieren que la DACC integra los posibles riesgos y beneficios inherentes a una acción determinada, especialmente en situaciones de conflicto simultánea múltiples demandas 18-21, ymodulates estas decisiones en el marco de las acciones anteriores y sus resultados 14,22,23.
La Interferencia Multi-Source de tareas (MSIT), una tarea conductual Stroop, se utiliza con frecuencia para investigar el procesamiento conflicto en la DACC. La tarea MSIT activa la DACC reclutando neuronas implicadas en múltiples dominios de procesamiento reguladas por la DACC 24,25. Esta tarea activa específicamente la DACC probando características de la toma de decisiones, la detección de blancos, la detección de la novedad, la detección de errores, la selección de respuesta, y la competencia de estímulo / respuesta. Además, la tarea MSIT presenta múltiples dimensiones de la interferencia cognitiva, que se utilizan en este estudio para investigar DAcc respuestas neuronales a los estímulos contradictorios simultáneas utilizando SEEG.