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Enregistrement de l'homme (Electrocorticographic ECoG) Signaux pour la recherche neuroscientifique et en temps réel la cartographie fonctionnelle corticale

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DOI :

10.3791/3993

26 juin 2012

Dans cet article

Résumé

Nous présentons une méthode pour collecter des signaux electrocorticographic des fins de recherche de l'homme qui sont en cours de surveillance d'épilepsie invasive. Nous montrons comment utiliser la plate-forme BCI2000 logiciels pour la collecte des données, traitement du signal et la présentation du stimulus. Plus précisément, nous démontrons Sigfried, un outil basé sur BCI2000 en temps réel la cartographie fonctionnelle du cerveau.

Résumé

Les études d'imagerie cérébrale des processus cognitifs, sensoriels et moteurs humains reposent généralement sur des techniques non invasives telles que l'électroencéphalographie (EEG), la magnétoencéphalographie ou l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Ces techniques présentent soit une résolution temporelle intrinsèquement faible, soit une résolution spatiale limitée, et souffrent d'un faible rapport signal sur bruit et/ou d'une sensibilité médiocre aux hautes fréquences. Elles sont donc sous-optimales pour explorer la dynamique spatio-temporelle brève de nombreux processus cérébraux sous-jacents. En revanche, la technique invasive d'électrocorticographie (ECoG) fournit des signaux cérébraux possédant un rapport signal sur bruit exceptionnellement élevé, une moindre sensibilité aux artefacts que l'EEG, ainsi qu'une haute résolution spatiale et temporelle (c'est-à-dire, <1 cm/<1 milliseconde, respectivement). L'ECoG consiste à mesurer les signaux électriques cérébraux à l'aide d'électrodes implantées sous la dure-mère à la surface du cerveau. Des études récentes ont montré que les amplitudes ECoG dans certaines bandes de fréquence contiennent des informations substantielles sur l'activité liée à la tâche, telles que l'exécution et la planification motrices1, le traitement auditif2 et l'attention visuo-spatiale3. La majeure partie de ces informations est captée dans la bande haute gamma (environ 70-110 Hz). Ainsi, l'activité gamma a été proposée comme un indicateur robuste et général de la fonction corticale locale1-5. L'ECoG peut également révéler la connectivité fonctionnelle et permettre de résoudre des dynamiques spatio-temporelles plus fines liées à la tâche, améliorant ainsi notre compréhension des processus corticaux à grande échelle. Elle s'est révélée particulièrement utile pour faire progresser la technologie des interfaces cerveau-ordinateur (BCI) afin de décoder les intentions d'un utilisateur et d'améliorer ou renforcer la communication6 et le contrôle7. Néanmoins, les données ECoG humaines sont souvent difficiles à obtenir en raison des risques et des limitations liés aux procédures invasives, ainsi que de la nécessité d'enregistrer dans les contraintes des contextes cliniques. Toutefois, la surveillance clinique destinée à localiser les foyers épileptiques offre une opportunité unique et précieuse de recueillir des données ECoG humaines. Nous décrivons ici nos méthodes de collecte des enregistrements ECoG, et montrons comment utiliser ces signaux pour des applications importantes en temps réel, telles que la cartographie clinique et les interfaces cerveau-ordinateur. Notre exemple utilise la plateforme logicielle BCI20008,9 et la méthode SIGFRIED10, une application permettant la cartographie en temps réel des fonctions cérébrales. Cette procédure fournit des informations que les cliniciens peuvent ensuite utiliser pour guider le processus complexe et laborieux de cartographie fonctionnelle par stimulation électrique.

Conditions préalables et planification :

Les patients atteints d'épilepsie partielle résistante aux médicaments peuvent être candidats à une chirurgie résective d'un foyer épileptique afin de réduire la fréquence des crises. Avant la résection, les patients subissent une surveillance à l'aide d'électrodes sous-durales à deux fins : premièrement, localiser le foyer épileptique, et deuxièmement, identifier les zones cérébrales critiques voisines (c'est-à-dire le cortex éloquent) où une résection pourrait entraîner des déficits fonctionnels à long terme. Pour implanter les électrodes, une craniotomie est réalisée afin d'ouvrir le crâne. Ensuite, des grilles et/ou des bandes d'électrodes sont placées sur le cortex, généralement sous la dure-mère. Une grille typique comporte un ensemble de 8 x 8 électrodes en platine-iridium de 4 mm de diamètre (2,3 mm de surface exposée), intégrées dans du silicone avec une distance inter-électrode de 1 cm. Une bande contient généralement 4 ou 6 de ces électrodes alignées en ligne. Les emplacements de ces grilles/bandes sont planifiés par une équipe de neurologues et de neurochirurgiens, sur la base de précédents enregistrements EEG, d'une IRM structurelle du cerveau du patient et de facteurs pertinents de l'historique clinique du patient. Un enregistrement continu sur une période de 5 à 12 jours permet de localiser les foyers épileptiques, et une stimulation électrique par le biais des électrodes implantées permet aux cliniciens de cartographier le cortex éloquent. À la fin de la période de surveillance, l'ablation des électrodes et la résection thérapeutique sont effectuées ensemble lors d'une même procédure.

Outre son objectif clinique principal, la surveillance invasive offre également une occasion unique d'acquérir des données ECoG humaines à des fins de recherche neuroscientifique. La décision d'inclure un patient prospectif dans la recherche repose sur l'emplacement prévu de ses électrodes, sur ses résultats aux évaluations neuropsychologiques et sur son consentement éclairé, lequel suppose qu'il comprenne que la participation à la recherche est facultative et n'a aucun lien avec son traitement. Comme pour toute recherche impliquant des sujets humains, le protocole de recherche doit être approuvé par le comité d'éthique de l'hôpital. La décision de réaliser des tâches expérimentales spécifiques est prise au jour le jour et dépend de l'endurance du patient et de sa volonté de participer. Certains ou tous les essais peuvent être empêchés par des problèmes liés à l'état clinique du patient, tels qu'un gonflement facial postopératoire, une aphasie temporaire, des crises fréquentes, une fatigue et une confusion post-critiques, ou des douleurs ou inconforts plus généraux.

Dans l'unité de surveillance de l'épilepsie du centre médical d'Albany à Albany, New York, la surveillance clinique est mise en œuvre en continu à l'aide d'un système de surveillance Neurofax à 192 canaux de Nihon-Kohden. Les enregistrements de recherche sont réalisés en collaboration avec le Wadsworth Center du département de la Santé de l'État de New York, situé également à Albany. Les signaux provenant des électrodes ECoG sont transmis simultanément aux systèmes de recherche et clinique via des connecteurs diviseurs. Afin de garantir que les systèmes clinique et de recherche ne s'interfèrent pas mutuellement, les deux systèmes utilisent généralement des mises à la terre distinctes. En effet, une bande d'électrodes épidurales est parfois implantée afin de fournir une mise à la terre pour le système clinique. Qu'il s'agisse du système d'enregistrement de recherche ou clinique, l'électrode de référence est choisie de manière à être éloignée du foyer épileptique présumé ainsi que des zones corticales d'intérêt pour la recherche. Notre système de recherche est composé de huit unités amplificatrices/numériseurs synchronisées g.USBamp à 16 canaux (g.tec, Graz, Autriche). Ces unités ont été sélectionnées car elles sont certifiées en termes de sécurité et approuvées par la FDA pour les enregistrements invasifs, présentent un bruit de fond très faible dans la gamme de hautes fréquences où se trouvent les signaux d'intérêt, et sont fournies avec un kit de développement logiciel (SDK) permettant leur intégration à des logiciels de recherche personnalisés. Afin de capturer précisément le signal en haute fréquence gamma, nous acquérons les signaux à une fréquence d'échantillonnage de 1200 Hz, nettement supérieure à celle d'une expérience typique d'EEG ou à celle de nombreux systèmes de surveillance clinique. Un filtre passe-bas intégré empêche automatiquement le repliement spectral des signaux dont la fréquence dépasse celle que le numériseur peut capturer. Le regard du patient est suivi à l'aide d'un moniteur équipé d'un système de suivi oculaire Tobii T-60 intégré (Tobii Tech., Stockholm, Suède). Des accessoires supplémentaires tels qu'un joystick, une manette Wiimote Bluetooth (Nintendo Co.), un gant de saisie de données (5e Dimension Technologies), un clavier, un microphone, des écouteurs ou une caméra vidéo sont connectés selon les besoins de l'expérience spécifique.

La collecte des données, la présentation des stimuli, la synchronisation avec les différents accessoires d'entrée/sortie, ainsi que l'analyse et la visualisation en temps réel sont réalisées à l'aide de notre logiciel BCI20008,9. BCI2000 est un système logiciel généraliste, librement accessible, destiné à l'acquisition, au traitement et à la rétroaction de signaux biosignaux en temps réel. Il comprend un ensemble de modules prédéfinis qui peuvent être configurés de manière flexible pour de nombreuses applications différentes, et qui peuvent être étendus par du code personnalisé écrit par les chercheurs en C++, MATLAB ou Python. BCI2000 se compose de quatre modules qui communiquent entre eux via un protocole compatible réseau : un module Source qui gère l'acquisition des signaux cérébraux en provenance de l'un des 19 systèmes matériels différents provenant de divers fabricants ; un module de traitement du signal qui extrait les caractéristiques pertinentes de l'ECOG et les traduit en signaux de sortie ; un module Application qui délivre les stimuli et la rétroaction au sujet ; et un module Opérateur qui fournit une interface graphique à l'investigateur.

Un certain nombre d'expériences différentes peuvent être réalisées avec un patient donné. La priorité des expériences sera déterminée par l'emplacement des électrodes du patient concerné. Toutefois, nous commençons généralement nos expérimentations en utilisant la méthode de cartographie SIGFRIED (SIGnal modeling For Realtime Identification and Event Detection), qui détecte et affiche en temps réel une activité significative liée à la tâche. La carte fonctionnelle obtenue nous permet d'ajuster davantage les protocoles expérimentaux ultérieurs et peut également servir de point de départ utile pour une cartographie traditionnelle par stimulation électrocorticale (ECS).

Bien que la cartographie par ECS reste la référence pour prédire le résultat clinique d'une résection, ce processus est long et présente d'autres problèmes, tels que des décharges post-ictales ou des crises. Ainsi, une technique de cartographie fonctionnelle passive pourrait s'avérer utile pour obtenir une estimation initiale du locus du cortex éloquent, estimation qui pourrait ensuite être confirmée et affinée par l'ECG. Les résultats obtenus avec notre technique de cartographie passive SIGFRIED ont révélé une concordance importante avec ceux obtenus par la cartographie par ECS10.

Le protocole décrit dans cet article établit une méthodologie générale pour la collecte de données ECoG humaines, avant d'illustrer comment des expériences peuvent être lancées à l'aide de la plateforme logicielle BCI2000. Enfin, à titre d'exemple précis, nous décrivons comment réaliser une cartographie fonctionnelle passive en utilisant le système SIGFRIED basé sur BCI2000.

Protocole

1. Localisation des électrodes

  1. Prélever un pré-opératoire pondérée en T1 IRM structurelle (1.5T ou 3T) de la tête du patient: 256 x 256 pixels par tranche, sur le terrain plein de vue, aucune interpolation, 1 tranche de largeur mm, de préférence les coupes sagittales.
  2. Observer l'implantation chirurgicale des grilles et des bandes. Recueillir des photos numériques des électrodes in situ, et les notes du neurochirurgien sur les emplacements des grilles et des bandes implantées.
  3. Recueillir les post-opératoires radiographie du crâne et le cerveau des images tomodensitométrie à haute résolution (1 mm largeur de la tranche, peau à peau, pas d'angle).
  4. Créer un modèle tridimensionnel corticale du cerveau du patient à l'aide de l'IRM pré-opératoire, et co-enregistrer avec les images post-implantation de la grille CT. Nous utilisons le logiciel CURRY à cet effet, et d'exporter la structure 3D corticale et l'électrode coordonne au format MATLAB. À partir de MATLAB, nous exportons un film qui montre les électrodes mappés sur le cerveau. Nous aussi MAP coordonne l'électrode de standards aires de Brodmann l'aide d'un atlas de Talairach automatisé.
  5. Vérifiez les informations à partir du modèle 3D, X-ray images, des photographies et des notes. Finaliser un schéma de numérotation pour les électrodes, et le travail avec les techniciens des hôpitaux afin de s'assurer que les électrodes sont patchés dans la répartiteurs suite à cette numérotation exactement. Également créer un plan schématique pour tracer les électrodes en deux dimensions, tels que tous les postes d'électrodes peuvent être clairement distingués, sans chevauchement. Si vous allez courir Sigfried (voir section 4), à l'exception de ces coordonnées à deux dimensions comme un fragment BCI2000 paramètre, dans le format requis par le paramètre ElectrodeLocations. Enfin, sélectionnez deux emplacements des électrodes qui sont susceptibles d'être electrocorticographically «silencieuse», c'est à dire qu'ils ne sont pas près de le cortex éloquent présumée, à utiliser comme un motif initial et de référence (préparer les g.USBamps par rapiéçage la référence aux sockets bleus, et au solaux prises jaunes, sur l'extrême droite de chaque unité).

2. Configuration matérielle et logicielle

  1. Assurez-vous que les spécifications de l'ordinateur sont suffisantes pour traiter les exigences de traitement de l'expérience. Un processeur multi-core sera probablement nécessaire pour répondre aux demandes en temps réel de l'acquisition de données et le traitement, l'enregistrement vidéo, et d'autres tâches nécessaires. Pour l'enregistrement et analyse en temps réel de 128 canaux à 1200 Hz, nous utilisons un 3-GHz quad-core machine avec 4 Go de RAM. Les amplificateurs doivent être connectés à un contrôleur USB dédié, distinct du contrôleur (s) utilisé par d'autres périphériques gourmands en bande passante, tels que des disques durs externes et les appareils photo (cela peut être vérifié par l'intermédiaire du Gestionnaire de périphériques du système). Enfin, il doit y avoir suffisamment d'espace disque pour stocker un maximum de 5 Mo par seconde de données expérimentales, et un système d'archivage et de les sauvegarder.
  2. Mettre en place le matériel de recherche (amplificateurs, ordinateur, écran expérimentateur, Keyboard, haut-parleurs, microphone et la caméra) sur un seul chariot, qui peut être déployée rapidement dans et hors de la chambre du patient, avec seulement un cordon d'alimentation unique à brancher dans le mur. Pour déplacer l'ordinateur d'une pièce à, utilisez la fonction Mise en veille prolongée avant de le débrancher. Écran vidéo Le patient doit être sur un plateau de table séparée ou bras de moniteur. Considérant que le patient est sujet à des crises, assurez-vous que tout le matériel peut être sorti de la voie rapide en cas besoin de personnel médical un accès immédiat pour le patient. Le matériel doit également être désinfectés avec des lingettes antiseptiques avant et après utilisation dans la chambre du patient.
  3. Temps avec le patient est limitée, et toutes les procédures doivent être robustes et optimisées pour tirer le meilleur parti de ce moment-là. À cet égard, la flexibilité et la robustesse de BCI2000 sont des caractéristiques précieuses. Assurez-vous que les expériences peuvent être lancés à la pression d'un bouton. Dans le cas de BCI2000, utiliser un fichier batch pour lancer la bonne combinaison deBCI2000 modules automatiquement, avec le ligne de commande requis des options. L'opérateur et les modules gUSBampSource sont nécessaires, avec le Traitementdusignal appropriée et des modules d'application pour votre expérience particulière. Utilisez la fonction de l'opérateur BCI2000 de script pour faire en sorte que tous les fichiers de paramètres requis sont automatiquement chargés, y compris celles qui sont spécifiques à ce patient, tels que le nombre d'électrodes et de leurs noms et qualités. Le but de cette automatisation est de minimiser le nombre d'étapes manuelles par l'expérimentateur, et donc les possibilités d'erreur. Le logiciel et ses paramètres doivent avoir été finalisé et testé (avec peut-être un sujet EEG) au moins une ou deux semaines avant l'implantation. Il est également fortement conseillé d'effectuer un "sec" trajet le jour précédant la première session expérimentale, y compris tous les nouveaux patients des paramètres spécifiques.

3. Session expérimentale Set-up

  1. Choisissez votre moment poursuggérant des enregistrements expérimentaux pour le patient, en leur donnant remarquerez tôt dans la journée, et encore 15 minutes avant de commencer. Contourner les visiteurs, les repas, les siestes, les procédures médicales et physique du patient, l'état émotionnel et cognitif. Il est important d'établir un rapport avec le personnel médical sur le sol, pour aider à optimiser la synchronisation et la durée des enregistrements.
  2. Roue de l'équipement en place, se connecter à la prise de courant, tournez sur l'écran vidéo du sujet et le connecter à l'ordinateur, et non en veille prolongée l'ordinateur.
  3. Lancement BCI2000. Avec le paramètre VisualizeSource activé, appuyez sur Set Config. Le spectateur signal ouvre, vous laissant apprécier la qualité du signal ECoG. Cliquez-droit sur le spectateur et régler le filtre passe-haut à un seuil de 5 Hz. (Ce réglage du filtre affectera seulement la visualisation, et non la collecte de données.)
  4. Vérifiez les interférences du bruit de ligne électrique: Est-ce l'activation d'un filtre coupe-bande dans la visionneuse (à 50 Hz ou 60 Hz,selon le pays où vous vous trouvez) faire une grande différence pour le signal? Si c'est le cas, essayez de réduire cela en supprimant tout montant inutilisé du cross-parler câbles, ou à identifier et éliminer les autres sources de puissance d'interférence. Changer les électrodes utilisées à titre de référence et la masse si nécessaire.
  5. Si vous utilisez un eye-tracker, le calibrer en utilisant le logiciel de calibration fourni par le fabricant. Le module BCI2000 source doit être compilé avec l'extension EyetrackerLogger inclus, et devrait être lancé avec l'option - LogEyetracker = 1 indicateur est activé, de sorte que l'œil les données de suivi peuvent être acquises en phase avec les signaux ECOG.
  6. Pour éviter les distractions et les interruptions, et de minimiser les interférences possibles, veiller à ce que les téléviseurs, les radios et les téléphones mobiles sont éteints.
  7. Donner des instructions précises au patient pour l'expérience, vous êtes sur le point de fonctionner. Selon la tâche du sujet, préparé des diapositives Powerpoint qui montrent la tâche, la posture a suggéré, etc, peuvent se révéler utiles.
  8. Appuyez sur Démarrer sur la console pour démarrer l'expérience. Chaque fois que vous appuyez sur Démarrer ou Reprendre, un nouveau fichier sera créé pour éviter d'écraser les données précédentes, et le fichier sera initialisé avec une copie de toutes les valeurs des paramètres. Les données brutes seront ensuite écoutés automatiquement dans le fichier, ainsi que des marqueurs d'événements, jusqu'à ce que vous appuyez sur Pause ou les finitions terme expérimentales.
  9. Tout au long de la session, de surveiller le comportement du patient et les signaux pour les convulsions ECOG suspects, et être prêt à réagir à des instructions du personnel médical.

4. Session Exemple expérimental: Sigfried cartographie clinique avec BCI2000

  1. Préparation: Avant le début de la session, vous aurez besoin d'avoir préparé un dossier model.ini qui contient les paramètres de traitement du signal Sigfried va utiliser pour construire un modèle, et un fichier prm (ou séparée des fragments PRM.) Contenant les paramètres que BCI2000. le module SigfriedSigProcva utiliser pour visualisation en temps réel. Deux paramètres principaux sont ElectrodeLocations, précisant la mise en page 2-D que vous avez choisi pour les électrodes particulières de ce patient, et ElectrodeCondition, qui spécifie les différentes tâches seront cartographiés dans quelles conditions. Dans cet exemple, nous utilisons le module StimulusPresentation simple pour communiquer des instructions au patient, afin que le paramètre stimuli doit également être adaptée aux tâches que nous l'intention de courir.
  2. Étape de base: Début des modules gUSBampSource, DummySignalProcessing et StimulusPresentationTask, configurés à l'activité de l'échantillon ECoG toutes les grilles et les bandes à 1200Hz, passe-haut-filtré à 0,1 Hz. Demander au sujet de se relaxer et de rester immobile, les yeux ouverts. Enregistrement de 6 minutes d'activité de base, sous un éclairage à l'aise dans un environnement calme.
  3. Étape de la modélisation: Démarrez l'outil data2model_gui et extraire des caractéristiques dans les bacs Hz 5 from 70 à 110 Hz en utilisant au maximum la méthode d'entropie pour toutes les 500 ms de données. Appuyez sur Construire le modèle pour construire un modèle probabiliste des caractéristiques spectrales sélectionnées en utilisant des mélanges gaussiens.
  4. Étape de cartographie: Démarrez le gUSBampSource, SigfriedSigProcLAVA et modules StimulusPresentationTask et configurer l'opérateur de charger le modèle probabiliste, le modèle cortical, et le 2 - et les coordonnées d'électrodes 3-dimensions. Après avoir demandé le sujet, commencer le processus de cartographie. Dans ce processus, d'un sujet ne exécution de chaque tâche pendant 10 secondes à la fois, sur chacun de 5 répétitions. Au cours de chaque tâche, Sigfried détecte une activité ECoG tâche liée qui est présenté en 2 continuellement mis à jour - et 3-dimensions des cartes du cortex éloquent. Dans les cartes en 2 dimensions, la taille et la rougeur de chaque cercle représente son importance dans cette tâche particulière. Plus précisément, la taille de chaque cercle est proportionnelle à la fraction de la variance totale du signal dans le ba gammae qui est représenté par la tâche. Cette statistique est connue comme le coefficient de détermination, ou R 2. Il est dans la gamme (0,1) et dans la configuration actuelle d'une valeur de 0,1 peut généralement être considérée comme significative. La mise à l'échelle des cercles à un maximum de valeurs de r 2 peut être contrôlé à l'aide des curseurs (voir la figure 1C). Dans les cartes en 3 dimensions, les valeurs de R 2 sont mis en correspondance avec des couleurs différentes, plutôt que les tailles de cercle.

5. Les résultats représentatifs

La figure 1 montre des résultats représentatifs, d'une séance de cartographie Sigfried chez un patient. Le patient était un homme de 28 ans droitier femme qui avait intraitable localisation liée à l'épilepsie de gauche-temporelle avec l'apparition généralisation secondaire. 120 électrodes ont été implantées sous-durale electrocorticographic plus à gauche frontal, pariétal et le cortex temporal. Une radiographie latérale (partie A) et une photographie intra-opératoire (groupe B) représentent laconfiguration d'un réseau frontale avec 40 électrodes, une densité plus élevée de la grille temporelle avec 68 électrodes, et trois bandes chacune de 4 électrodes. A partir des saisies enregistrées, un neurologue localisé le foyer épileptique et a déterminé qu'il était nécessaire d'effectuer une résection chirurgicale du lobe temporal gauche, tout en épargnant le cortex langage éloquent. Ceci a été réalisé avec succès: à 8 mois après résection du patient a été évalué comme la saisie libre et sans déficits neurologiques. La procédure de cartographie passive Sigfried cortex identifiés impliqués dans la fonction du langage en comparant les tâches liées à des changements au cours de tâches d'écoute. Les résultats ont été présentés dans deux interfaces: une interface en 2 dimensions (panneau C), ce qui rend la disposition des électrodes clair, et une interface en 3 dimensions anatomiquement correcte (panneau D). De gauche à droite le contraste panneaux écoute de la langue parlée de base vs (VOICE), qui entend des sons de base vs (TONS), et écouter de la langue parlée vs lisTening aux tonalités (langue). Le dernier d'entre eux est incluse comme une image approximative de la fonction auditive qui est spécifique à langage réceptif. Les résultats de la condition VOIX montré une bonne concordance avec les emplacements au cours de laquelle ECS perturbé la fonction du langage réceptif chez ce patient (marqué par des cercles jaunes dans la partie A).

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Figure 1. Exemple de résultats d'un patient. Panel A montre une radiographie latérale. Cercles jaunes marquent les électrodes impliquées dans le langage réceptif, comme la suite été identifiés par la cartographie de stimulation électrocorticale. Groupe B est une photographie prise lors de l'implantation. Groupe C montre les résultats de la cartographie Sigfried dans un schéma à deux dimensions mise en page: la taille et la rougeur de chaque disque représente l'importance de l'implication de chaque électrode dans la tâche, par rapport au scénario de référence. Dans le panneau D, la même statistique est associée à la couleur sur un Rende tridimensionnelle du cerveau modèlerouge à partir de l'IRM du patient.

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Discussion

Collecte de données pour la recherche ECOG exige une coopération étroite entre les cliniciens et les chercheurs, avec une très équipe multi-disciplinaire résoudre les problèmes en neurologie clinique, neurochirurgie, des neurosciences fondamentales, informatique et génie électrique. La récompense est que les signaux ECOG, et des amplitudes particulières dans la gamme de fréquences haute gamma (70-110Hz), sont de grande valeur. Non seulement ils donnent un aperçu scientifique sur les corrélats neuraux de la cognitives, s...

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Déclarations de divulgation

Pas de conflits d'intérêt déclarés.

Remerciements

Ce travail a été rendu possible par des subventions soutenues par le Bureau US Army Research (W911NF-07-1-0415 (GS), W911NF-08-1-0216 (GS)) et le (NIH / NIBIB EB006356 (GS) et EB00856 ( JRW et GS)). Les auteurs tiennent à remercier Sean Austin pour le module SigfriedSigProcLAVA, et Griffin Milsap pour l'assistance technique connexe.

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Matériaux

  1. 8 x 16 canaux amplificateurs g.USBamp ( http://gtec.at )
  2. 2 x 64 canaux break-out box (séparateur caisse de tête)
  3. 2 Câble de raccordement x de diviseur au système clinique
  4. 2 Câble de raccordement x de diviseur à quatre g.USBamps
  5. 2 x adaptateur d'alimentation à quatre voies pour quatre g.USBamps
  6. 2 x adaptateur de synchronisation à quatre voies pour synchroniser quatre g.USBamps
  7. 1 x câble de synchronisation pour synchroniser deux ensembles de quatre g.USBamps
  8. 1 x potentiel de péréquation pince + câble pour g.USBamp
  9. 18 x câbles cavaliers Touchproof
  10. 2 x quatre voies concentrateurs USB 2.0
  11. Bloc d'alimentation
  12. Ordinateur portable ou de bureau (voir la section 2.1)
  13. Sécurisé, chariot mobile pour l'ensemble de ce qui précède
  14. Oculomètre (ou moniteur LCD ordinaire) pour le patient
  15. Tablette amovible pour le moniteur patient
  16. D'autres périphériques (manettes de jeu, etc) pour les patients des réponses comportementales
  17. BCI2000 logiciels
  18. CUrry logiciels
  19. Logiciel MATLAB

Références

  1. Miller, K. J. Spectral Changes in Cortical Surface Potentials during Motor Movement. Journal of Neuroscience. 27, 2424-2424 (2007).
  2. Chang, E. F. Categorical speech representation in human superior temporal gyrus. Nature Neuroscience. 13, 1428-1428 (2010).
  3. Gunduz, A. Neural correlates of visual-spatial attention in electrocorticographic signals in humans. Frontiers in Human Neuroscience. 5, (2011).
  4. Pei, X. Spatiotemporal dynamics of electrocorticographic high gamma activity during overt and covert word repetition. NeuroImage. 54, 2960(2010).
  5. Crone, N. E. High-frequency gamma oscillations and human brain mapping with electrocorticography. Progress in Brain Research. 159, 275(2006).
  6. Brunner, P. Rapid communication with a "P300" matrix speller using electrocorticographic signals (ECoG). Frontiers in Neuroprosthetics. 5, (2010).
  7. Leuthardt, E. C. A brain-computer interface using electrocorticographic signals in humans. Journal of Neural Engineering. 1, (2004).
  8. Schalk, G. BCI2000: A General-Purpose Brain-Computer Interface (BCI) System. IEEE Transactions in Biomedical Engineering. 51, 1034(2004).
  9. Schalk, G., Mellinger, J. A Practical Guide to Brain-Computer Interfacing with BCI2000. , Springer. London. (2010).
  10. Brunner, P. A practical procedure for real-time functional mapping of eloquent cortex using electrocorticographic signals in humans. Epilepsy and Behavior. 15, 278(2009).

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Mots-clés

lectrocorticographieEnregistrement ECoGActivit gamma lev eLogiciel BCI2000M thode de cartographie de SiegfriedPlacement d lectrodes subduralesTraitement des signaux c r braux en temps r elUnit de surveillance de l pilepsieInterface cerveau machine

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