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

El objetivo general de este procedimiento es registrar las señales electrofisiológicas desde lo más profundo del cerebro. Esto se logra colocando primero los electrodos en las regiones objetivo de interés. A continuación, la plataforma de adquisición de datos se instala junto a la cama del paciente, y se le instruye al paciente sobre cómo realizar una tarea cognitiva sencilla en el paso final.

Las señales electrofisiológicas se registran a través de los electrodos mientras el paciente completa la tarea. En última instancia, el análisis espectral multicónico se utiliza para demostrar las varianzas en el campo local, la actividad potencial en la corteza cingulada anterior dorsal, dependiendo de la dificultad de la tarea cognitiva. La ventaja de la holografía de estereoencencia sobre otras técnicas de grabación como la implantación de rejilla subdural es que con el EEG estereoscópico tenemos acceso a estructuras profundas dentro del cerebro.

Esto es una ventaja clínica cuando pensamos que las convulsiones pueden surgir de estas estructuras profundas y también desde una perspectiva de investigación, porque nos da acceso a áreas del cerebro a las que no tenemos acceso. Por lo demás, la selección del paciente es de vital importancia porque esta técnica es especialmente adecuada para la localización de convulsiones procedentes de estructuras corticales y subcorticales profundas. Grabaciones como estas pueden ayudarnos a responder preguntas clave en el campo de la epilepsia, por ejemplo, ¿dónde comienzan las convulsiones?

¿Dónde se propagan las convulsiones y cómo mapeamos estas áreas? Sin embargo, el uso de técnicas estándar de EEG, este método puede proporcionar información sobre el origen de la epilepsia y las convulsiones, y también podemos aplicarlo a otros aspectos de la neurociencia, como la cognición, la memoria y la conciencia social. Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades con el componente de adquisición de datos de la técnica porque la adquisición de señales electrofisiológicas puede ser compleja.

Después de la tomografía computarizada, regrese al paciente al quirófano y prepare el campo quirúrgico de acuerdo con los métodos estériles de rutina. A continuación, utilizando las coordenadas estereotácticas impresas de la exploración, establezca las coordenadas para el primer electrodo de profundidad en el marco de la cabeza en los planos vertical lateral y anterior posterior. Las coordenadas son verificadas y modificadas si es necesario por un cirujano de cos. Utilizando una estación de trabajo informática en el quirófano, utilice el bloque guía para identificar el sitio de inserción en la piel y marque esta posición con un rotulador.

Inyecte uno o dos mililitros de anestesia local en la incisión marcada. A continuación, utilice un bisturí número 11 para cortar la incisión marcada hasta el cráneo, y utilice una cauterización monopolar dirigida con un opterador recubierto para cauterizar la dermis y el tejido profundo con el bloque guía. Para mantener la trayectoria adecuada, cree un orificio de fresa con una broca helicoidal de 2,1 milímetros y un taladro eléctrico de mano.

Abra la duramadre mediante cauterio monopolar guiado por una sonda opteradora de recubrimiento rígido, guiando la trayectoria con el bloque guía. Atornille un perno de anclaje en el orificio y coloque una sonda de estilete premedida a través del perno de anclaje para hacer una pista para el electrodo. Luego, avance con cuidado el electrodo a la profundidad precalculada, apretando el perno de anclaje tapado para asegurar el electrodo una vez que esté en su lugar.

Para garantizar una trayectoria de colocación adecuada para todos los electrodos, lleve el fluoroscopio cubierto estéril al campo quirúrgico y obtenga una imagen fluoroscópica AP. A continuación, conecte los electrodos al sistema de EEG clínico para verificar las impedancias adecuadas. Coloca el aderezo.

Retire el marco estereotáctico de la cabeza y despierte al paciente de la anestesia. Para la configuración de la tarea de comportamiento, abra el software de comportamiento adecuado y establezca el archivo de condiciones diseñado para ejecutar la tarea de interferencia de múltiples fuentes. Para incluir los cuatro tipos de prueba de igual frecuencia, presione el botón establecer condiciones para elegir el archivo de condiciones deseado.

A continuación, haga clic en probar en el cuadro de visualización para probar el monitor de visualización de comportamiento. El estímulo visual de la prueba debe aparecer durante dos o tres segundos. A continuación, conecte la caja de botones a las entradas analógicas de la placa de adquisición de datos y a una fuente de alimentación.

Utilice un cable plano dividido en nueve cintas para conectar ocho de las cintas a los puertos cero a siete en la parte de E/S digital de la placa de adquisición de datos. Conectando la novena cinta al puerto cero en la parte PFI digital de la placa. A continuación, ajuste la frecuencia de muestreo deseada en el software del procesador de señales neuronales.

Por ejemplo, aquí, la velocidad de muestreo deseada se establece en 50.000 muestras por segundo con un alias y una muestra descendente en línea de 1000 muestras por segundo. Finalice la configuración conectando el amplificador al procesador de señales neuronales a través de un cable de fibra óptica y el procesador de señales neuronales al transmisor de datos y la tarjeta óptica PCI en la computadora de adquisición de datos neuronales a través de un cable de fibra óptica. La clave para garantizar el éxito de la adquisición de datos es probar la configuración del procesamiento de la señal antes de entrar en la habitación del paciente para que la grabación pueda realizarse sin problemas.

Cuando el monitor de comportamiento esté listo. Transporte el equipo de investigación a la habitación del paciente, colocando el monitor frente al paciente sobre una mesa portátil. Conecte el monitor a la computadora de control de comportamiento con un cable DVI estándar y coloque el equipo de grabación en un lugar discreto.

A continuación, conecte el sistema de investigación a la caja divisora que separa el registro de investigación del sistema clínico. A continuación, entregue la caja de botones al paciente e indíquele que identifique el objetivo pulsando el botón correspondiente. Por último, haga clic en ejecutar para ejecutar la tarea y permitir que el paciente complete dos bloques de 150 ensayos, cada uno utilizando el software del procesador de señales neuronales para controlar los parámetros de registro.

Una vez que se selecciona un paciente para la colocación de electrodos de EEG estereotáctico, se realiza una resonancia magnética volumétrica con contraste T dos y T uno. A continuación, se planifican las trayectorias estereotácticas de los electrodos de EEG utilizando la navegación estereotáctica de las secuencias volumétricas de resonancia magnética. Esta técnica facilita la recolección de potenciales de campo local de estructuras profundas dentro de la corteza, como la corteza cingulada anterior dorsal, como se muestra aquí, lo que no sería posible con una colocación típica de electrodos de superficie.

Después de un número adecuado de ensayos de tareas de interferencia de múltiples fuentes, los datos de potencial de campo local de los electrodos de EEG estereotácticos en la corteza cingulada anterior dorsal se procesan previamente para alinear los datos de potencial de campo local con la presentación Q para un análisis posterior posterior. Además, una vez alineado el campo local, se pueden promediar los datos potenciales para examinar los cambios en la respuesta electrofisiológica media entre los tipos de ensayos. Posteriormente, se realizan espectrogramas multicónicos para investigar los cambios en las bandas de frecuencia a lo largo del tiempo.

De hecho, al igual que el cuero cabelludo, los estudios de EEG han implicado diferentes bandas de frecuencia en la actividad observada en la corteza cingulada anterior dorsal. El análisis de frecuencia temporal es un método importante para vincular los cambios electrofisiológicos observados en la corteza cingulada anterior dorsal con el comportamiento correspondiente apropiado. Una vez dominado, tarda entre dos y tres horas con mínimas complicaciones.

Al intentar este procedimiento, es importante recordar adaptar la tarea cognitiva a la región cortical o subcortical que se está registrando. Siguiendo este procedimiento, se pueden aplicar otros métodos de análisis de datos, como el análisis de frecuencia de tiempo. Estos nos permiten desenredar los efectos de diferentes tipos de neuro oscilaciones en diferentes momentos.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo registrar señales electrofisiológicas desde lo profundo del cerebro utilizando electrodos colocados estereotácticamente y una plataforma de adquisición de datos.