Formación quirúrgica para la implantación de microelectrodos Neocortical matrices usando un modelo de cadáver humano formaldehído-fija

Resumen

Hemos diseñado un procedimiento en el que un cadáver humano formaldehído-fija se utiliza para ayudar a los neurocirujanos en formación para la implantación de arreglos de microelectrodos en el Neocórtex del cerebro humano.

Resumen

Este protocolo describe un procedimiento para ayudar a los cirujanos en formación para la implantación de arreglos de microelectrodos en el Neocórtex del cerebro humano. Recientes avances tecnológicos han permitido la fabricación de arreglos de microelectrodos que permiten registrar la actividad de neuronas individuales múltiples en el Neocórtex del cerebro humano. Estas matrices tienen el potencial de traer una visión única sobre los correlatos neuronales de la función cerebral en salud y enfermedad. Además, la identificación y decodificación de la actividad neuronal volitiva se abre la posibilidad de establecer interfaces cerebro-computadora y así podría ayudar a restaurar las funciones neurológicas perdidas. La implantación de arreglos de microelectrodos neocortical es un procedimiento invasivo que requiere una craneotomía supra centimétrico y la exposición de la superficie cortical; así, el procedimiento debe realizarse por un neurocirujano adecuadamente capacitado. Con el fin de proporcionar una oportunidad para entrenamiento quirúrgico, hemos diseñado un procedimiento basado en un modelo de cadáver humano. El uso de un cadáver humano formaldehído-fija pasa por alto las dificultades prácticas, éticas y financieras de la práctica quirúrgica en animales (especialmente no humanos primates) conservando la estructura macroscópica de la cabeza, cráneo, meninges y cerebral superficie y permiten realista, como quirófano y el instrumental. Además, el uso de un cadáver humano está más cercano de la práctica clínica diaria que cualquier modelo no humanos. Los principales inconvenientes de la simulación cadavérico están la ausencia de pulsación cerebral y de la circulación sanguínea y del líquido cerebroespinal. Sugerimos que un modelo de cadáver humano formaldehído-fija es un enfoque adecuado, práctico y rentable para asegurar la adecuada formación quirúrgica antes de la implantación de arreglos de microelectrodos en el neocortex humano de vida.

Introducción

Últimos años han visto el desarrollo de soluciones tecnológicas para el reto de registrar la actividad de neuronas individuales múltiples en la vida del cerebro^1,2,3. Arreglos de microelectrodos basados en silicio realizan de manera similar a los microelectrodos de alambre convencional en términos de propiedades de la señal, y puede grabar desde decenas a cientos de neuronas en un pequeño trozo de tejido cerebral^{4,5, 6 , 7}. arreglos de microelectrod....

Protocolo

El cadáver humano utilizado en este trabajo fue proporcionado en el marco de las donaciones de cuerpo para la educación médica. Consentimiento informado para la donación de cuerpo se obtuvo por escrito durante la vida del donante. Acuerdo con las leyes federales y cantonales, revisión por un Comité de ética no era necesaria.

Nota: Este protocolo asume que las personas realizando la cirugía práctica son neurocirujanos con formación y experiencia en procedimientos neuroquirúrgicos, incluyendo el posicionamiento del paciente y fijación cabeza, craneotomía y durotomía y sutura. Además de las herramientas y equipos específicos a la matriz de mic....

Resultados

Nuestro protocolo utiliza un modelo de cadáver humano fijado en formaldehído que permiten a los cirujanos practicar el procedimiento quirúrgico de implantación de una matriz de microelectrodos en la corteza cerebral en un entorno realista, OR-como. La opción de realizar post-mortem neuroimagen, como la cabeza CT, confirma la ausencia de cualquier lesión intracraneal significativa (figura 1A) y puede ayudar con la selección del sitio de implantación. Trabajar con una muestra completa y config.......

Discusión

El modelo de cadáver humano formaldehído-fija y el protocolo quirúrgico descrito aquí replican el procedimiento quirúrgico de implantación de arreglos de microelectrodos en la corteza cerebral humana. Cada paso del procedimiento, incluyendo la colocación de la matriz de microelectrodos y su inserción con el elemento de inserción neumática, proceder de casi la misma manera como en un paciente de la vida real, con la excepción eso pulsación cerebral y la circulación están ausentes. Los pasos críticos en el protocolo son la.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Pinza de cráneo Mayfield	Integra LifeSciences, Cincinnati, OH	A1059
Sistema Midas Rex MR7 para craneotomía	Medtronic, Minneapolis, MN	EC300
Dura	Sklar Surgical Instruments, West Chester, PA	22-2742
Tornillos óseos autorroscantes	OrthoMed Inc., Tigard, OR	OM SYN211806
Matriz de microelectrodos y pedestal	Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT	LB-0612	Las maquetas están disponibles en el fabricante a pedido
Impactador neumático	Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT	LB-0088
Rejilla de electrocorticografía de 64 canales	Ad-Tech Medical Instrument Corporation, Racine, WI	FG64C-SP10X-0C6	Opcional

Tijeras