Article de méthode

Suivi oculaire simultané et enregistrement d’un seul neurone pour identifier les neurones sélectifs de la cible

8 juillet 2025

Dans cet article

Résumé

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Source : Wang, S., et al. Suivi oculaire simultané et enregistrements de neurones uniques chez des patients atteints d’épilepsie humaine. J. Vis. Exp. (2019).

La vidéo présente un test permettant d’identifier les neurones sélectifs de la cible via le suivi oculaire et l’enregistrement simultané d’un seul neurone. Un participant humain est chargé d’identifier un objet cible parmi un ensemble d’objets d’un écran, et le mouvement des yeux est suivi. Simultanément, la vitesse de décharge d'un seul neurone est enregistrée via des électrodes implantées dans le cerveau. Les données des deux enregistrements sont corrélées pour évaluer la présence de neurones sélectifs de la cible.

Protocole

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Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été effectuées conformément aux directives institutionnelles, nationales et internationales en matière de bien-être humain et ont été examinées par le comité d’examen institutionnel local.

1. Participants

  1. Recrutez des patients neurochirurgicaux atteints d’épilepsie réfractaire qui subissent la mise en place d’électrodes intracrâniennes pour localiser leurs crises d’épilepsie.
  2. Insérez des électrodes de profondeur avec des microfils intégrés dans tous les emplacements cibles cliniquement indiqués, qui comprennent généralement un sous-ensemble de l’amygdale, de l’hippocampe, du cortex cingulaire antérieur et de l’aire motrice pré-supplémentaire. Voir les détails de l’implantation dans notre protocole précédent.
  3. Une fois que le patient retourne à l’unité de surveillance de l’épilepsie, connectez l’équipement d’enregistrement pour les macro et micro-enregistrements. Cela comprend la préparation minutieuse d’un foulard qui comprend des scènes. Ensuite, attendez que le patient se rétablisse de la chirurgie et effectuez des tests lorsque le patient est complètement réveillé (généralement au moins 36 à 48 heures après la chirurgie).

2. Montage expérimental

  1. Connectez l’ordinateur de stimulus au système d’électrophysiologie et à l’oculomètre en suivant le schéma de la figure 1.
  2. Utilisez le système de suivi oculaire infrarouge non invasif à distance (voir le tableau des matériaux). Placez le système de suivi oculaire sur un chariot mobile robuste (Figure 1A, B). Sur le même chariot, fixez un bras flexible qui maintient un écran à cristaux liquides (LCD). Utilisez le mode à distance pour suivre la tête et les yeux du patient.
  3. Placez une alimentation sans interruption (UPS) complètement chargée sur le chariot de suivi oculaire et connectez tous les appareils liés au suivi oculaire (c’est-à-dire l’écran LCD devant le patient, la caméra et la source lumineuse du suivi oculaire et l’ordinateur hôte du suivi oculaire) à l’onduleur plutôt qu’à une source d’alimentation externe.
  4. Ajustez la distance entre le patient et l'écran LCD à 60-70 cm et ajustez l'angle de l'écran LCD de sorte que la surface de l'écran soit à peu près parallèle au visage du patient. Ajustez la hauteur de l'écran par rapport à la tête du patient de sorte que la caméra de l'oculomètre soit à peu près à la hauteur du nez du patient.
  5. Fournissez au patient la boîte à boutons ou le clavier. Vérifiez que les déclencheurs (logique transistor-transistor, TTL) et l’appui sur les boutons sont correctement enregistrés avant de commencer l’expérience.

3. Enregistrement d’un seul neurone

  1. Démarrez le logiciel d’acquisition. Tout d’abord, inspectez visuellement les potentiels de champ local à large bande (0,1 Hz - 8 kHz) et assurez-vous qu’ils ne sont pas contaminés par le bruit de ligne. Sinon, suivez les procédures standard pour éliminer le bruit.
  2. Pour identifier les neurones uniques, filtrez le signal (300 Hz - 8 KHz). Sélectionnez l’un des huit microfils comme référence pour chaque faisceau de microfils. Testez différentes références et ajustez la référence pour que (1) les 7 autres canaux montrent des neurones clairs, et (2) la référence ne contienne pas de neurones. Réglez la plage d’entrée sur ± 2 000 μV.
  3. Activez l’enregistrement des données en tant que fichier NRD (c’est-à-dire le fichier de données brutes à large bande qui sera utilisé pour le tri ultérieur des pointes hors ligne) avant d’enregistrer les données. Réglez la fréquence d’échantillonnage sur 32 kHz.

4. Suivi oculaire

  1. Démarrez le logiciel de suivi oculaire. Comme il s'agit d'un système sans fixation de la tête, placez l'autocollant sur le front du patient afin que le suivi oculaire puisse s'adapter aux mouvements de la tête.
  2. Ajustez la distance et l’angle entre l’oculomètre et le patient de sorte que le marqueur cible, la distance de la tête, la pupille et la réflexion cornéenne (RC) soient marqués comme prêts (comme indiqué en vert dans le logiciel de suivi oculaire ; La figure 2 montre un bon exemple d’écran de configuration de l’appareil photo. Cliquez sur l’œil à enregistrer et réglez la fréquence d’échantillonnage sur 500 Hz.
  3. Utilisez l’ajustement automatique de la pupille et du seuil CR. Pour les patients portant des lunettes, ajustez la position et/ou l’angle de l’illuminateur et de la caméra de manière à ce que les reflets du verre n’interfèrent pas avec l’acquisition de la pupille.
  4. Calibrez l’eye tracker avec la méthode de grille à 9 points intégrée au début de chaque bloc. Vérifiez que la position des yeux (indiquée par « + ») s’enregistre bien sous la forme d’une grille à 9 points. Sinon, refaites l’étalonnage.
  5. Acceptez l’étalonnage et effectuez la validation. Acceptez la validation si l’erreur de validation maximale est < 2° et l’erreur de validation moyenne est < 1°. Sinon, refaites la validation.
  6. Effectuez la correction de la dérive et passez à l’expérience proprement dite.

5. Tâche

  1. Dans cette tâche de recherche visuelle, utilisez les stimuli de notre étude précédente et suivez la procédure de la tâche comme décrit précédemment.
  2. Fournir des instructions aux participants. Demandez aux participants de trouver l’élément cible dans le tableau de recherche et de répondre dès que possible. Demandez aux participants d’appuyer sur le bouton gauche d’une boîte de réponse (voir la table des matériaux) s’ils trouvent la cible et sur le bouton droit s’ils pensent que la cible est absente. Informez explicitement les participants qu’il y aura des essais ciblés présents et absents.
  3. Démarrez le logiciel de présentation de stimulus (voir Table des matières) et exécutez la tâche : Présentez un repère cible pendant 1 s et présentez le tableau de recherche à l’aide du logiciel de présentation de stimulus. Enregistrez les pressions sur les boutons et fournissez aux participants des commentaires essai par essai (correct, incorrect ou temps mort).

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Résultats

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Graphique 1. Dispositif expérimental. (A) Les panneaux de gauche montrent un croquis des connexions entre les différents systèmes. L’ordinateur de stimulus sert de contrôleur central. Il se connecte au système d’électrophysiologie via le port parallèle et envoie des impulsions TTL comme déclencheurs. L’ordinateur de stimulus se connecte au système de suivi oculaire via un câbl...

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Déclarations de divulgation

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Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Boîte de réponse Cedrus Cedrus (https://cedrus.com/) RB-844 Boîte à boutons
Ordinateur portable Dell Dell (https://dell.com) Précision 7520 Ordinateur de stimulus
Suivi oculaire EyeLink Recherche RS (https://www.srresearch.com) Télécommande 1000 Plus avec ordinateur portable hôte et support de bras LCD Suivi oculaire
Système de neurophysiologie Neuralynx Neuralynx (https://neuralynx.com)ATLAS 128 électrophysiologie
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Mots-clés

Patients humains pileptiqueslobe temporal m diallectrodes de profondeurmicrofils lectrodessyst me d lectrophysiologier ponse par pression de boutonlogiciel de pr sentation de stimuli

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