Realización de tareas de comportamiento en sujetos con intracraneales Electrodos

El objetivo general del siguiente experimento es evaluar cómo el cerebro codifica las decisiones jugando a la guerra del juego de cartas. Esto se logra haciendo que los pacientes jueguen un juego de toma de decisiones mientras registran la actividad cerebral de múltiples electrodos intercraneales que se han implantado quirúrgicamente con fines clínicos. Como segundo paso, los datos se analizan fuera de línea para interpretar los hallazgos.

Se obtienen resultados que muestran una modulación significativa de la banda gamma en el sistema límbico basado en el análisis del espectro de potencia. La principal ventaja de esta técnica frente a otras similares, como la FMRI, la PET o la MEG, es que ofrece tanto una alta resolución espacial como temporal mientras que otras ofrecen solo una u otra. Por lo tanto, este método puede ayudar a responder algunas preguntas clave en el campo de la neurociencia que involucran el control cognitivo y motor, así como algunas preguntas clave en la conectividad cerebral.

Bueno, es importante que al realizar estos experimentos sea flexible y paciente. Como los pacientes pueden necesitar comer, pueden tener citas clínicas en las que posiblemente podrían tener una convulsión. Este método está diseñado para proporcionar información sobre cómo el cerebro codifica las decisiones.

También se puede aplicar a diferentes funciones cerebrales, como la función del lenguaje o la memoria motora. La razón por la que estamos haciendo esta experiencia, es porque tenemos una gran cantidad de pacientes a los que implantamos gargantas y técnica, que también se conoce como SEG. Así que implantamos áreas que nunca antes se habían implantado para localizar las convulsiones, y podemos aprovechar la oportunidad para estudiar esas áreas.

Además, usted está realizando esta investigación única y muy interesante: Comience evaluando a pacientes con epilepsia refractaria en consideración para la implantación de electrodos intracraneales. Si el paciente es un buen candidato para la cirugía invasiva, analice la resonancia magnética, la PET y la Meg existentes del paciente, junto con la patología convulsiva para optimizar la colocación de los electrodos. A continuación, identifique a los pacientes elegibles según el protocolo IRB aprobado en función de los criterios de inclusión y exclusión.

Luego, reúnase con los pacientes en la clínica y obtenga el consentimiento escrito e informado. Antes de cualquier actividad de investigación. Explique el estudio al sujeto y enfatice que la participación es estrictamente voluntaria y de ninguna manera afectará la atención clínica.

Además, informar al paciente de que su información permanecerá anónima y confidencial y que puede dejar de participar en el estudio en cualquier momento. En ningún caso, el sistema de comportamiento incluye un FD, un brazo robótico aprobado para la interacción con el paciente, una computadora portátil para controlar el programa de comportamiento, un monitor para presentar los estímulos de la tarea al paciente y un sistema de adquisición de datos para almacenar los datos electrofisiológicos y de comportamiento antes de llevar el equipo a la habitación del paciente primero, asegurando que haya suficiente espacio disponible, así como el acceso a las tomas de corriente necesarias. Además, verifique que todos los equipos y cables estén listos para acelerar la instalación.

Cuando el paciente esté listo, lleve el sistema conductual a la habitación y comience a arrancar el sistema conductual y el brazo robótico. Conecte la salida del marcador de evento digital desde la computadora de comportamiento a los canales de CC del sistema de adquisición electrofisiológica. Esto bloqueará el tiempo de las señales de electroencefalografía estéreo grabadas con marcadores de eventos de comportamiento.

Lo mejor es utilizar un sistema de adquisición electrofisiológica separado designado para fines de investigación, como se muestra aquí. A continuación, calibra el brazo robótico y colócalo de forma que el rango de movimiento sea cómodo para el paciente. Una vez que todo el equipo esté en su lugar, tome precauciones para que los pacientes no se lastimen en caso de una convulsión.

Durante la tarea, asegúrese de que los investigadores puedan acceder fácilmente a los botones de parada de emergencia durante toda la tarea conductual. Después de completar la configuración del equipo y la calibración del dispositivo de interfaz, explique la tarea de comportamiento al paciente y haga que el paciente practique la tarea. Utilizamos una tarea conductual similar a la guerra de juegos de los niños.

Pida al paciente que haga apuestas sobre si su tarjeta es mayor que la tarjeta de la computadora. Así que vamos a jugar el juego de antes contra la computadora. Entonces, esencialmente en esta tarea, es como el juego de guerra para niños en el que estás tratando de vencer a la computadora.

Pero en este caso, para hacerlo más fácil, usamos la carta de dos, la carta de cuatro seis, la carta de ocho y la carta de 10 en lugar de cualquier carta de figura y la forma en que funciona el juego. Si crees que vas a ganar, apuestas una apuesta alta. Si crees que vas a perder, apuestas una apuesta baja y haces tu apuesta moviendo este brazo robótico para golpear un objetivo en la pantalla.

Y si ganas, tú, si ganas, ganas el dinero. Si pierdes, pierdes el dinero. La elección de la apuesta se basa en la percepción del paciente sobre el valor relativo de su tarjeta.

Simplificamos el juego usando solo cartas de un palo y limitando el mazo a las cartas numeradas 2, 4, 6, 8 y 10. Durante la tarea. Muestra una cola de fijación en la pantalla durante 350 milisegundos.

Asegúrese de que el paciente mantenga el cursor sobre la marca de fijación para iniciar la tarea. A continuación, el estímulo debe presentarse durante 1000 milisegundos. Permita que el paciente vea su tarjeta con la tarjeta de la computadora al lado hacia abajo.

Tras la desaparición de la tarjeta. Muestra una cola de salida que muestra dos opciones pidiendo al paciente que apueste 5 o 20 según su carta. Pida al paciente que haga la apuesta moviendo el cursor, usando el brazo robótico sobre la apuesta elegida.

Aleatorizado la posición de la apuesta de una prueba a otra para garantizar que no haya sesgos basados en la posición Después de que se haya seleccionado la apuesta, debe haber un retraso seguido de una revelación de la tarjeta de la computadora. Observe si el juicio fue un triunfo, una derrota o un empate y cuánto se ganó o se perdió. Permita que el paciente practique hasta que esté seguro de su rendimiento y no tenga preguntas sobre la tarea antes de grabar.

En primer lugar, verifique que los ajustes del sistema de adquisición estén correctamente seleccionados y asegurados. Si el paciente está listo, apague las luces de la habitación y el televisor para mantener el ruido de fondo al mínimo durante la grabación. Además, pídale al paciente que se abstenga de comportamientos como golpear con el pie, hablar o sacudir las piernas.

Ahora comience la tarea mientras graba al paciente realizando la tarea. Pedimos al paciente que realice la tarea durante 30 minutos. La frecuencia de muestreo del sistema de brazo robótico debe ser de un kilohercio y la del sistema de registro SEEG de dos kilohercios.

Después de la sesión de adquisición, analice los datos anonimizando primero los datos SEEG registrados para asegurarse de que la información del paciente permanezca confidencial y que los datos se envíen de forma anónima. A continuación, obtenga las coordenadas de las ubicaciones de los electrodos a partir de la TC postoperatoria y la RM preoperatoria, finalmente aplique métodos de análisis de señales para analizar la modulación de la actividad cerebral dependiente del evento. Aquí se puede ver un espectro de potencia de la actividad en relación con tres epopeyas diferentes en la tarea de guerra.

La primera fila representa la actividad de la circunvolución frontal inferior y la segunda fila representa la actividad de la corteza visual. Los ceros de los gráficos de cada columna representan la apariencia de las opciones de apuesta, la apariencia de la recompensa positiva y la apariencia de la recompensa negativa. Cuando el sujeto hace apuestas, la circunvolución frontal inferior no cambia significativamente su actividad.

Por el contrario, la corteza visual asociada tiene un cambio significativo en el rango de frecuencia de 60 a 100 hercios, comenzando aproximadamente 125 milisegundos después de la instrucción. Cuando el sujeto gana una mano, hay una modulación de banda estrecha significativa en la banda de frecuencia de 40 a 50 hercios en el giro frontal inferior. Después de unos 250 milisegundos, de nuevo, la corteza visual asociada tiene un cambio significativo en el rango de frecuencia de 60 a 100 hercios, comenzando aproximadamente a los 125 milisegundos.

Después de la instrucción. Aquí, el sujeto ha perdido la mano. A diferencia de la mano del viento, la circunvolución frontal inferior no responde mientras que la corteza visual asociativa, una vez más, tiene un cambio significativo.

Por lo tanto, es importante recordar que al intentar este procedimiento siempre debe mantener la confidencialidad del paciente, la comodidad del paciente y respetar los deseos del paciente si decide no participar. En cualquier momento de este procedimiento Después del procedimiento, los datos se pueden analizar con múltiples métodos para investigar la naturaleza precisa de la comunicación cerebral. Por lo tanto, los datos se pueden utilizar para probar muchas hipótesis diferentes.

Los datos que hemos recopilado en estos experimentos pueden ser utilizados por una variedad de científicos diferentes, por ejemplo, neurocientíficos, así como científicos del comportamiento y computacionales. Después de ver este vídeo, debería ser capaz de realizar tareas conductuales en pacientes implantados con electrodos SEEG En la Unidad de Monitorización de la Epilepsia, el diseño de la tarea puede modificarse para estudiar muchos modos diferentes de comportamiento humano y enfermedad. Al principio, fue un poco difícil configurar todo, seleccionar a los pacientes, realizar la tarea correcta, pero al final fue un día muy productivo.