Name: Exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 10 s
Description: Découvrez l'enregistrement de l'activité cérébrale par électrodes intracrâniennes pendant une tâche de prise de décision. Cette méthode offre une résolution spatiale et temporelle élevée pour étudier les mécanismes cognitifs.

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Toutes les tâches ont été effectuées selon un protocole approuvé soumis à l&#39;Institutional Review Board (IRB) de la Cleveland Clinic Foundation. Un processus de consentement éclairé a été réalisée avec chaque patient avant toutes les activités de recherche. Dans cet exemple, un sujet qui répond au critère de l&#39;étude qui a eu stéréo-électroencéphalographie (SEEG) électrodes implantées pour la saisie est choisi. Le projet a été discutée avec le sujet et ils ont accepté de participer. 1. recrutement des patients <ol><li> Évaluer les patients atteints d&#39;épilepsie réfractaire en contrepartie de l&#39;implantation d&#39;électrodes intracrâniennes. Si le patient est un bon candidat pour la chirurgie mini-invasive, d&#39;analyser le patient IRM, TEP et MEG avec la pathologie de saisie dans le but d&#39;optimiser le placement des électrodes. Une équipe clinique effectue toutes les évaluations et les décisions sont prises sans des fins de recherche. . </li><li> Identifier les patients éligibles pour l&#39;étude subsequent à l&#39;évaluation de l&#39;implantation et de vérifier les patients par le protocole homologués par l&#39;IRB sur la base des critères d&#39;inclusion / exclusion. NOTE: Il est dans le meilleur intérêt du patient afin d&#39;inclure les sujets avec une aura dans les critères d&#39;inclusion. Les patients avec des auras en mesure d&#39;informer les chercheurs qu&#39;ils sont sur le point d&#39;avoir une crise; donnant l&#39;chercheurs et le patient le temps de prendre les précautions nécessaires (en appuyant sur l&#39;alarme de la saisie d&#39;informer le personnel clinique et en tirant tous les équipements de la route). Cependant, si les sujets sont recrutés qui n&#39;ont pas une aura, veiller à ce que les dispositifs d&#39;entrée des patients peuvent être facilement retirés de la zone patient et que le personnel est conscient de l&#39;équipement de recherche et de protocole. </li><li> Obtenir le consentement éclairé préalable à toute activité de recherche, conformément à la CISR. Pendant le consentement éclairé, expliquer la recherche, en soulignant que la participation est strictement volontaire et aura un impact en aucune façon les patients des soins cliniques. Dans la plupart des cas, il ya is sans bénéfice direct pour le patient et leur volonté de participer est altruiste. </li><li> Maintenir le respect des droits du patient et la vie privée en tout temps. Rappeler aux patients que leurs informations resteront anonymes et confidentielles et elles peuvent cesser de participer à l&#39;étude à tout moment dans aucune conséquence. </li><li> Avoir le signe patient et dater le consentement éclairé si il ou elle comprend et accepte de participer à l&#39;étude. Laissez une copie est laissé avec le patient à examiner; s&#39;ils ont des questions ou des préoccupations encourager les patients à communiquer avec le PI. </li></ol> 2 Comportement System Set-up <ol><li> Avant de mettre l&#39;appareil dans la pièce, assurez-vous qu&#39;il ya suffisamment d&#39;espace dans la chambre du patient, ainsi que l&#39;accès aux points de vente nécessaire (2). </li><li> Assurez-vous que tous les équipements et les fils sont prêts à accélérer la mise en place. Le système comportemental comprend approuvé par la FDA bras robotisé (qui permet au sujet de suiterol un curseur au cours de la tâche), un ordinateur portable pour contrôler le programme de comportement, un écran pour la présentation des stimuli tâches, et un système d&#39;acquisition de données pour stocker les données électrophysiologiques et comportementales. REMARQUE: Effectuez les modifications nécessaires pour répondre aux besoins spécifiques de l&#39;un de la recherche. Par exemple, utiliser une boîte de bouton pour l&#39;interface patient à la place du bras robotisé. </li><li> Si le patient n&#39;est pas actuellement positionné de manière appropriée pour compléter la tâche, aider le patient à un fauteuil inclinable (ou lit) avec des armes, ils doivent avoir une crise. NOTE: C&#39;est une bonne idée de discuter de la conception de l&#39;étude, de l&#39;équipement, etc, avec tous les membres de l&#39;unité de surveillance pour les informer de ce qui se passe, comment le groupe sera en interaction avec les patients, et d&#39;éventuels problèmes qui peuvent survenir. </li><li> Lorsque le patient est prêt, mettre le système de comportement dans la pièce et commencer le démarrage du système comportemental et le bras robotique. </li><li> Connectez le marke numérique événementiellesortie de r à partir de l&#39;ordinateur du comportement aux canaux à courant continu du système d&#39;acquisition électrophysiologique pour verrouiller les signaux de temps SEEG enregistrés avec des marqueurs d&#39;événements du comportement. NOTE: Dans ce centre il ya un système d&#39;acquisition électrophysiologique distinct désigné à des fins de recherche, qui n&#39;interfère pas avec le système d&#39;acquisition clinique. Cependant, il est possible d&#39;utiliser le système d&#39;acquisition clinique en travaillant avec le personnel approprié. Tous les efforts doivent être faits pour ne pas perturber l&#39;acquisition clinique. </li><li> Calibrer le bras robotisé et le positionner de telle sorte que l&#39;amplitude du mouvement est confortable pour le patient. Si vous utilisez un autre périphérique d&#39;interface, s&#39;assurer que l&#39;équipement fonctionne correctement et est positionné confortablement pour le sujet à utiliser. </li><li> Tout en utilisant le bras robotisé, veiller à ce que les boutons d&#39;arrêt d&#39;urgence sont facilement accessibles par les chercheurs tout au long de la tâche comportementale. Dans le cas d&#39;une saisie, le bouton d&#39;arrêt d&#39;urgence estenfoncé et l&#39;appareil est retiré du patient, de sorte qu&#39;ils ne se nuisent pas. En outre, nous n&#39;utilisons pas les bandes velcro qui viennent avec le système de robot pour faciliter le retrait du patient en cas de crise survient. REMARQUE: Dans cet exemple, le port parallèle de la plate-forme de conduite est connectée à la borne d&#39;entrée numérique du système d&#39;acquisition au moyen d&#39;un câble de port parallèle. Signaux analogiques supplémentaires tels que x et y position du bras robotique sont enregistrées simultanément. </li></ol> 3. comportementale Groupe <ol><li> Expliquer la tâche au patient suite à l&#39;achèvement de la plate-forme en place et l&#39;étalonnage du dispositif d&#39;interface. </li><li> Utilisez une tâche comportementale similaire au jeu de carte pour les enfants de «guerre». Demandez au patient de faire des paris pour savoir si leur carte est plus grande que la carte de l&#39;ordinateur. Le choix de la mise est basée sur la perception de la valeur relative de sa carte de patients. Simplifier le tposer pour une analyse ultérieure, en utilisant uniquement des cartes d&#39;une couleur et de limiter le pont pour les 2, 4, 6, 8, et 10 cartes numérotées. </li><li> Afficher une queue de fixation sur l&#39;écran de 350 ms. S&#39;assurer que le patient tient le curseur sur le repère de fixation pour lancer la tâche. </li><li> Voir le stimulus pour 1000 ms. Permettre au patient de voir leur carte avec la carte de l&#39;ordinateur à côté de lui face cachée. </li><li> Suite à la disparition des cartes, montrer un aller-cue (&lt;5000 ms) affichant deux options, demandant au patient de parier soit $ 5 ou $ 20, en fonction de leur carte. Demandez au patient de placer un pari en déplaçant le curseur à l&#39;aide du bras robotisé, sur leur pari choisi. Aléatoire la position de pari d&#39;un essai à faire en sorte pas de biais sur la base de la position. </li><li> Après le pari a été sélectionné, vous remarquerez un 250 - 500 ms retard (écran blanc), suivie par la révélation de la carte de l&#39;ordinateur (1000 - 1250 msec). Observez le résultat (1000 ms), si le procès a été une victoire, perdre, ou de dessiner etcombien a été gagné ou perdu. </li><li> Permettre au patient de pratiquer jusqu&#39;à ce qu&#39;ils sont confiants dans leurs performances et n&#39;ont pas de questions. </li></ol> 4. d&#39;acquisition de données <ol><li> Enregistrer les données lorsque le patient est prêt et vérifiez que les paramètres de la recherche (ou clinique) système d&#39;acquisition sont choisis de manière appropriée. </li><li> Éteignez les lumières de la pièce et de la télévision à réduire le bruit de fond à un minimum lors de l&#39;enregistrement. En outre, demander au patient de s&#39;abstenir de comportements tels que l&#39;appui sur le pied, de parler ou de secouer les jambes. </li><li> Commencez la tâche et enregistrer le patient exécution de la tâche. Demandez au sujet d&#39;accomplir la tâche pendant 30 min. La vitesse du système de bras de robot d&#39;échantillonnage est de 1 kHz, et que d&#39;un système d&#39;enregistrement est SEEG 2 KHz. NOTE: Cette durée peut être différente pour d&#39;autres paradigmes. </li></ol> Analyse 5. données <ol><li> Tout d&#39;abord, anonymiser les données SEEG enregistrés pour s&#39;assurer que le &#39;information du patienttion restent confidentielles et que ses / ses données est soumis de façon anonyme. </li><li> Obtenir les coordonnées des électrodes endroits de la IRM CT préopératoire et postopératoire. </li><li> Alignez les enregistrements neurophysiologiques avec les horodateurs numériques d&#39;intérêt de la tâche comportementale. </li><li> Appliquer des méthodes d&#39;analyse de signaux pour analyser l&#39;activité du cerveau modulation dépendant de l&#39;événement. NOTE: Dans cette étude, la densité spectrale de puissance (PSD) de l&#39;événement lié signaux SEEG a été calculée en utilisant la boîte à outils Chronux multitaper 26,27. Chaque donnée d&#39;essai a été aligné par rapport à l&#39;événement en question (temps zéro), et le PSD calculée a été normalisé dans chaque intervalle de fréquence par rapport à la PSD de base. </li></ol>

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</ol>

Les auteurs n&#39;ont aucun conflit de divulguer.

Ici, nous avons présenté une méthode pour réaliser des études électrophysiologiques intracrâniennes chez les humains comme ils se livrent à une tâche comportementale. Cette méthodologie et ses permutations simples sont importantes pour étudier le mouvement humain et de la cognition. Bien qu&#39;il existe intrinsèquement avantages et les inconvénients de toute technique, l&#39;enregistrement à partir d&#39;électrodes intracrâniennes présente des avantages par rapport aux autres techniques électrophysiologiques et d&#39;i...

L&#39;épilepsie est une des maladies cérébrales les plus fréquentes, caractérisée par des crises chroniques récurrentes résultant de décharges électriques excessives de groupes de neurones. L&#39;épilepsie touche environ 50 millions de personnes dans le monde et environ 40% de toutes les personnes atteintes d&#39;épilepsie ont une épilepsie réfractaire qui ne peut pas complètement être contrôlés par un traitement médical 1. La chirurgie peut entraîner statut indemne de saisie si les zones responsables de la génération des crises (la zone épileptogène - EZ) cerveau sont localisés et enlevés chirurgicalement ou déconnectés. Afin de définir la localisation anatomique de l&#39;EZ et sa proximité avec de possibles zones éloquentes corticales et sous-corticales, une gamme d&#39;outils non invasifs sont disponibles: l&#39;analyse de la sémiologie saisie, enregistrements électroencéphalographiques vidéo-cuir chevelu (ictales et enregistrements intercritiques), des tests neuropsychologiques , la magnétoencéphalographie (MEG) et l&#39;IRM 2. Lorsque les données non invasive est insuffisante pour precisely définir l&#39;emplacement de l&#39;EZ hypothétique, quand il ya la suspicion de participation précoce des corticales et sous-corticales ou zones où il ya la possibilité pour les crises multifocales, la surveillance invasive chronique peut être nécessaire 3,4. Méthodes de surveillance invasive chronique pour définir l&#39;emplacement et les limites d&#39;un EZ peuvent inclure des grilles sous-duraux et les bandes, avec des électrodes placées sur la surface du cerveau, et stéréo-électro-encéphalographie (SEEG), lorsque plusieurs électrodes profondes sont placés dans le cerveau d&#39;une à trois mode dimensionnelle. Enregistrements intracrâniens sous-duraux ont d&#39;abord été signalés en 1939, lorsque Penfield et ses collègues ont utilisé des électrodes de contact unique péridurale chez un patient avec une vieille gauche temporo-pariétale fracture et dont pneumoencephalography divulgué atrophie cérébrale diffuse 5. Par la suite, l&#39;utilisation de tableaux de la grille sous-dural est devenu plus populaire après de multiples publications dans les années 1980 ont démontré leur6 innocuité et l&#39;efficacité. La méthode la SEEG a été développé et popularisé en France par Jean Tailarach et Jean Bancaud dans les années 50 et a été principalement utilisé en France et en Italie, la méthode de choix pour la cartographie invasive dans l&#39;épilepsie focale réfractaire 7-9. Le principe de la SEEG est basée sur des corrélations anatomo-électro-clinique, qui prend comme principe de base de l&#39;organisation en 3 dimensions spatio-temporelle de la décharge épileptique dans le cerveau en corrélation avec la saisie sémiologie. La stratégie d&#39;implantation est individualisé, avec le placement des électrodes sur la base d&#39;une hypothèse de préimplantatoire qui prend en considération la principale organisation de l&#39;activité épileptique et le réseau épileptique hypothétique impliqué dans la propagation des crises. Selon plusieurs rapports nord-américaines et européennes récentes, la méthodologie SEEG permet des enregistrements précis de structures corticales et sous-corticales profondes, lo non attenant multiplesbes, et des explorations bilatérales tout en évitant la nécessité pour les grandes craniotomies 10-15. Par la suite, les images post-opératoires sont prises pour obtenir la position anatomique exact des électrodes implantées. Par la suite, une période de surveillance commence dans laquelle les patients restent à l&#39;hôpital pour une période de 1 à 4 semaines afin d&#39;enregistrer les activités intercritiques et ictales des électrodes implantées. Cette période de surveillance est un moment opportun pour étudier le fonctionnement du cerveau en utilisant une analyse SEEG liés à l&#39;événement, car il n&#39;y a pas de risque supplémentaire et le patient considère généralement l&#39;étude de recherche comme un répit bienvenu de la période de surveillance terrestre. Les enregistrements ont recueilli à partir d&#39;électrodes intracrâniennes ne sont pas seulement indispensables à l&#39;amélioration de l&#39;évaluation et des soins de patients atteints d&#39;épilepsie, mais en outre fournir l&#39;occasion exceptionnelle d&#39;étudier l&#39;activité du cerveau humain au cours de paradigmes comportementaux. Plusieurs chercheurs ont déjà réalisé la possibilité d&#39;étudier les enregistrements invasifs depatients atteints d&#39;épilepsie. Hill et al. Rapport sur ​​la méthodologie utilisée pour l&#39;enregistrement de signaux électrocorticographiques (ECoG) de patients pour la cartographie corticale fonctionnelle 16. Enregistrements ECoG ont également permis de mieux comprendre le couplage de langue de moteur 17. Les patients avec des électrodes implantées en profondeur ont effectué des tâches de navigation pour étudier les oscillations du cerveau dans la mémoire, l&#39;apprentissage et le mouvement 18 19. enregistrements d&#39;électrodes de profondeur ont également été utilisées pour étudier les paradigmes avec une résolution temporelle autrement inaccessibles telles que l&#39;hippocampe activité évoquée 20, l&#39;activité neuronale dans le réseau par défaut en mode 21, et l&#39;évolution dans le temps de traitement des émotions 22. Hudry et al ont étudié les patients avec épilepsie du lobe temporal qui avait électrodes SEEG implantés dans leur amygdale pour stimuli olfactifs à court terme correspondant à 23. Un autre groupe a étudié les mouvements des membres simples comme la flexion de la main ou d&#39;un mouvement unilatéral de la main ou du pied brai santén sites de patients épileptiques avec implanté SEEG 24,25. Les études décrites ci-dessus sont un petit échantillon d&#39;une collection très diversifiée de la littérature pertinente. Il existe un potentiel insurmontable à apprendre et à comprendre comment fonctionne le cerveau humain en utilisant une combinaison de tâches comportementales et enregistrements intracrâniens. Bien qu&#39;il existe d&#39;autres méthodes pour atteindre cet objectif, les enregistrements intracrâniens possèdent plusieurs avantages, y compris la résolution temporelle et spatiale ainsi que l&#39;accès à des structures plus profondes. Les auteurs visent à décrire la méthodologie générale pour l&#39;enregistrement de patients avec des électrodes intracrâniennes lors de tâches comportementales. Cependant, il existe plusieurs moyens de dissuasion et des obstacles à l&#39;achèvement avec succès de la recherche clinique chez les patients qui reçoivent des soins. Limites, effets de confusion, et de l&#39;importance de cette recherche seront également identifiés et explorés.

<table><tbody><tr><td>InMotion ARM</td><td>Interactive Motion Technologies</td><td>InMotion Arm</td><td><a href="http://interactive-motion.com/inmotion-arm-the-new-standard-of-care/">http://interactive-motion.com/inmotion-arm-the-new-standard-of-care/</a> L’équipement utilisé par notre laboratoire peut utiliser d’autres équipements pour collecter des données</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>Mathworks Inc</td><td>MATLAB</td><td><a href="http://www.mathworks.com/">http://www.mathworks.com/</a> Besoin de la version r2007b ou supérieure pour exécuter Monkeylogic</td></tr><tr><td>Data Acquisition Toolbox</td><td>Mathworks Inc</td><td>Data Acquisition Toolbox</td><td><a href="http://www.mathworks.com/products/daq/">http://www.mathworks.com/products/daq/</a> Doit avoir à exécuter Monkeylogic</td></tr><tr><td>Image Processing Toolbox</td><td>Mathworks Inc</td><td>Image Processing Toolbox</td><td><a href="http://www.mathworks.com/products/image/">http://www.mathworks.com/products/image/</a> Doit avoir pour exécuter Monkeylogic</td></tr><tr><td>Monkeylogic</td><td>Wael Asaad et David Freedman</td><td>Monkeylogic</td><td><a href="http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/">http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/</a> Téléchargement gratuit, doit disposer de MATLAB pour exécuter</td></tr><tr><td>Chronux&nbsp ;</td><td>Medametrics, LLC&nbsp ;</td><td>Data Processing Toolbox</td><td><a href="http://www.chronux.org/">http://www.chronux.org/</a></td></tr><tr><td>Application</td><td>d’analyse MEG/EEG Brainstorm</td><td></td><td><a href="http://neuroimage.usc.edu/brainstorm/">http://neuroimage.usc.edu/brainstorm/</a></td></tr><tr><td>Ordinateur portable</td><td>Dell</td><td>Latitude E5530</td><td><a href="http://www.dell.com/us/business/p/latitude-e5530/ ? ST=dell %20latitude %20e5530& dgc=ST& cid=263756& couvercle=4781504& acd=12309152537461010">http://www.dell.com/us/business/p/latitude-e5530/ ? ST=dell %20latitude %20e5530& dgc=ST& cid=263756& couvercle=4781504& acd=12309152537461010</a></td></tr><tr><td>Carte NI</td> National <td>Instruments</td><td>NI USB-6008</td><td><a href="http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201986">http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201986</a> DAQ multifonction 12 bits, 10 kéch./s à faible coût</td></tr></tbody></table>

exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Les patients ayant stéréo-électro-encéphalographie (SEEG) électrodes, grille sous-dural ou profondeur implants d&#39;électrodes ont une multitude d&#39;électrodes implantées dans différentes zones de leur cerveau pour la localisation de leur mise au point de saisie et zones éloquentes. Après l&#39;implantation, le patient doit rester à l&#39;hôpital jusqu&#39;à ce que la zone pathologique du cerveau se trouve et éventuellement résection. Pendant ce temps, ces patients offrent une occasion unique à la communauté de la recherche, car un certain nombre de paradigmes comportementaux peut être effectuée à découvrir la corrélation de neurones que le comportement de guidage. Nous présentons ici une méthode pour enregistrer l&#39;activité cérébrale des implants intracrâniens en tant que sujets d&#39;exécuter une tâche comportementale visant à évaluer la prise de décision et l&#39;encodage de récompense. Toutes les données électrophysiologiques des électrodes intracrâniennes sont enregistrées au cours de la tâche comportementale, permettant l&#39;examen des nombreuses zones du cerveau impliquées dans une seule fonction à des échelles de temps pertinentes pour le comportement.En outre, et contrairement aux études animales, des patients humains peuvent apprendre une grande variété de tâches comportementales rapidement, permettant à la capacité d&#39;exécuter plus d&#39;une tâche dans le même sujet ou des contrôles de la scène. Malgré les nombreux avantages de cette technique pour comprendre le fonctionnement du cerveau humain, il ya aussi des limites méthodologiques que nous discutons, y compris les facteurs environnementaux, des effets analgésiques, des contraintes de temps et les enregistrements de tissus malades. Cette méthode peut être facilement mis en œuvre par une institution qui procède à des évaluations intracrâniennes; fournir l&#39;occasion d&#39;examiner directement le fonctionnement du cerveau humain au cours de comportement.

Dans ces résultats, nous présentons l'analyse des données de la SEEG du système limbique capturé dans un sujet jouant le Groupe de guerre. Nous pouvons démontrer que les différents aspects de l'Équipe guerre évoquent significative de la bande gamma (40-150 Hz) la modulation dans le système limbique (Figure 1). Comme on le voit, dans le cortex visuel, la présentation d'un objet sur l'écran résulte en un temps de latence rapide (~ 200 msec) réponse large bande indépendamment de la tâche urgence. En outre,...

Les patients implantés avec des électrodes intracrâniennes offrent une occasion unique pour enregistrer les données neurologiques de multiples zones du cerveau lorsque le patient effectue des tâches comportementales. Ici, nous présentons une méthode d&#39;enregistrement des patients implantés qui peuvent être reproductible à d&#39;autres institutions ayant accès à cette population de patients.

Exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

L’objectif global de l’expérience suivante est d’évaluer comment le cerveau encode les décisions en jouant à la guerre des jeux de cartes. Pour ce faire, les patients jouent à un jeu de prise de décision tout en enregistrant l’activité cérébrale de plusieurs électrodes intercrâniennes qui ont été implantées chirurgicalement à des fins cliniques. Dans un deuxième temps, les données sont analysées hors ligne pour interpréter les résultats.Des résultats sont obtenus qui montrent une modulation significative de la bande gamma dans le système limbique sur la base de l’analyse du spectre de puissance. Le principal avantage de cette technique par rapport à d’autres similaires, telles que l’IRMF, la TEP ou la MEG, est qu’elle offre à la fois une résolution spatiale et temporelle élevée alors que d’autres n’offrent que l’une ou l’autre. Cette méthode peut donc aider à répondre à certaines questions clés dans le domaine des neurosciences impliquant le contrôle cognitif et moteur, ainsi qu’à certaines questions clés sur la connectivité cérébrale.Eh bien, il est important, lors de la réalisation de ces expériences, d’être à la fois flexible et patient. Comme les patients peuvent avoir besoin de prendre des repas, ils peuvent avoir des rendez-vous cliniques où ils pourraient éventuellement avoir une crise. Cette méthode est conçue pour fournir des informations sur la façon dont le cerveau encode les décisions.Il peut également être appliqué à différentes fonctions cérébrales telles que le langage, la fonction ou la mémoire motrice. La raison pour laquelle nous faisons cette expérience, c’est que nous avons un grand nombre de patients à qui nous implantons des gorges et une technique, également connue sous le nom de SEG. Nous implantons donc des zones qui n’ont jamais été implantées auparavant afin de localiser les crises, et nous pouvons en profiter pour étudier ces zones.De plus, vous faites cette recherche unique et très intéressante Commencez par évaluer les patients atteints d’épilepsie réfractaire en vue de l’implantation d’électrodes intracrâniennes. Si le patient est un bon candidat pour la chirurgie invasive, analysez l’IRM, la TEP et la Meg existantes du patient, ainsi que la pathologie convulsive afin d’optimiser le placement des électrodes. Ensuite, identifiez les patients admissibles selon le protocole approuvé de l’IRB en fonction des critères d’inclusion et d’exclusion.Ensuite, rencontrez les patients à la clinique et obtenez un consentement écrit et éclairé. Avant toute activité de recherche. Expliquez l’étude au sujet et insistez sur le fait que la participation est strictement volontaire et n’aura aucun impact sur les soins cliniques.Informez également le patient que ses informations resteront anonymes et confidentielles et qu’il peut cesser de participer à l’étude à tout moment. En aucun cas, le système comportemental comprend un FD, un bras robotique approuvé pour l’interaction avec le patient, un ordinateur portable pour contrôler le programme comportemental, un moniteur pour présenter les stimuli de la tâche au patient et un système d’acquisition de données pour stocker les données électrophysiologiques et comportementales avant d’apporter l’équipement dans la chambre du patient en premier, assurez-vous qu’il y a suffisamment d’espace disponible ainsi que l’accès aux sorties nécessaires. Vérifiez également que tout l’équipement et les fils sont prêts à accélérer la configuration.Lorsque le patient est prêt, apportez le système comportemental dans la pièce et commencez à démarrer le système comportemental et le bras robotique. Connectez la sortie du marqueur d’événement numérique de l’ordinateur comportemental aux canaux DC du système d’acquisition électrophysiologique. Cela verrouillera dans le temps les signaux d’électroencéphalographie stéréo enregistrés avec des marqueurs d’événements comportementaux.Il est préférable d’utiliser un système d’acquisition électrophysiologique distinct destiné à la recherche, comme indiqué ici. Ensuite, calibrez le bras robotique et positionnez-le de manière à ce que l’amplitude de mouvement soit confortable pour le patient. Une fois que tout l’équipement est en place, prenez des précautions pour que les patients ne se blessent pas en cas de crise.Pendant la tâche, assurez-vous que les boutons d’arrêt d’urgence sont facilement accessibles par les chercheurs tout au long de la tâche comportementale. Une fois la configuration du rig terminée et l’étalonnage du dispositif d’interface, expliquez la tâche comportementale au patient et demandez-lui de la pratiquer. Nous avons utilisé une tâche comportementale similaire au jeu de guerre pour enfants.Demandez au patient de faire des paris pour savoir si sa carte est supérieure à celle de l’ordinateur. Nous allons donc jouer au jeu avant contre l’ordinateur. Donc, essentiellement, dans cette tâche, c’est comme le jeu de guerre pour enfants où vous essayez de battre l’ordinateur.Mais dans ce cas, pour faciliter les choses, nous utilisons la carte deux, la carte quatre six, la carte huit et la carte 10 au lieu de n’importe quelle figure et de la façon dont le jeu fonctionne. Si vous pensez que vous allez gagner, vous misez beaucoup. Si vous pensez que vous allez perdre, vous misez une mise faible et vous faites votre mise en déplaçant ce bras robotique pour toucher une cible à l’écran.Et si vous gagnez, vous, si vous gagnez, vous gagnez l’argent. Si vous perdez, vous perdez de l’argent. Le choix de la mise est basé sur la perception qu’a le patient de la valeur relative de sa carte.Nous avons simplifié le jeu en n’utilisant que des cartes d’une seule couleur et en limitant le jeu aux cartes numérotées de 2, 4, 6, 8 et 10. Pendant la tâche. Afficher une file d’attente de fixation à l’écran pendant 350 millisecondes.Assurez-vous que le patient maintient le curseur sur la marque de fixation pour lancer la tâche. Ensuite, le stimulus doit être présenté pendant 1000 millisecondes. Permettez au patient de voir sa carte avec la carte de l’ordinateur à côté d’elle face cachée.Suite à la disparition de la carte. Montrez une file d’attente affichant deux options demandant au patient de miser 5 ou 20 en fonction de sa carte. Demandez au patient de placer le pari en déplaçant le curseur, en utilisant le bras robotique sur le pari choisi.Randomisation de la position du pari d’un essai à l’autre pour s’assurer qu’il n’y a pas de biais basé sur la position Une fois le pari sélectionné, il doit y avoir un délai suivi d’une révélation de la carte de l’ordinateur. Observez si le procès a été gagné, perdu ou nul et combien a été gagné ou perdu. Permettez au patient de s’entraîner jusqu’à ce qu’il soit sûr de sa performance et qu’il n’ait plus de questions sur la tâche avant l’enregistrement.Tout d’abord, vérifiez que les paramètres du système d’acquisition sont correctement sélectionnés et garantis. Si le patient est prêt, éteignez les lumières de la pièce et la télévision pour réduire au minimum le bruit de fond pendant l’enregistrement. De plus, demandez au patient de s’abstenir de comportements tels que taper du pied, parler ou secouer ses jambes.Commencez maintenant la tâche tout en enregistrant le patient en train d’effectuer la tâche. Nous demandons au patient d’effectuer la tâche pendant 30 minutes. La fréquence d’échantillonnage du système de bras robotique doit être d’un kilohertz et celle du système d’enregistrement SEEG de deux kilohertz.Après la séance d’acquisition, analysez les données en anonymisant d’abord les données SEEG enregistrées pour vous assurer que les informations du patient restent confidentielles et que les données sont soumises de manière anonyme. Ensuite, obtenez les coordonnées des emplacements des électrodes à partir de la tomodensitométrie postopératoire et de l’IRM préopératoire, enfin, appliquez des méthodes d’analyse du signal pour analyser la modulation de l’activité cérébrale dépendante de l’événement. Ici, vous pouvez voir un spectre de puissance d’activité par rapport à trois épopées différentes dans la tâche de guerre.La première rangée représente l’activité du gyrus frontal inférieur, et la deuxième rangée représente l’activité du cortex visuel. Les fois zéros des graphiques dans chaque colonne représentent l’apparence des options de pari, l’apparence de la récompense positive et l’apparence de la récompense négative. Lorsque le sujet fait un pari, le gyrus frontal inférieur ne change pas significativement son activité.En revanche, le cortex visuel associé présente un changement significatif dans la gamme de fréquences de 60 à 100 hertz, commençant environ 125 millisecondes après l’instruction. Lorsque le sujet gagne une main, il y a une modulation significative à bande étroite dans la bande de fréquence de 40 à 50 hertz dans le gyrus frontal inférieur. Après environ 250 millisecondes, encore une fois, l’associé du cortex visuel a un changement significatif dans la gamme de fréquences de 60 à 100 hertz, à partir d’environ 125 millisecondes.Après l’instruction. Ici, le sujet a perdu la main. Contrairement à la main du vent, le gyrus frontal inférieur ne répond pas tandis que le cortex visuel associatif, encore une fois, a un changement significatif.Il est donc important de se rappeler que vous devez toujours préserver la confidentialité du patient, le confort du patient et respecter les souhaits du patient s’il choisit de ne pas y participer. À tout moment de cette procédure Après la procédure, les données peuvent être analysées avec plusieurs méthodes pour étudier la nature précise de la communication cérébrale. Par conséquent, les données peuvent être utilisées pour tester de nombreuses hypothèses différentes.Les données que nous avons recueillies dans le cadre de ces expériences peuvent être utilisées par une variété de scientifiques différents, par exemple, des neuroscientifiques ainsi que des scientifiques comportementaux et informatiques. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez être en mesure d’effectuer des tâches comportementales chez les patients implantés avec des électrodes SEEG Dans l’unité de surveillance de l’épilepsie, la conception des tâches peut être modifiée pour étudier de nombreux modes différents de comportement humain et de maladie. Au début, c’était un peu difficile de tout mettre en place, de sélectionner les patients, d’obtenir la bonne tâche, mais au final, ce fut une journée très productive.

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Recherche

JoVE Journal

Behavior

Comportement

La chirurgie de stimulation cérébrale profonde est une occasion unique d'examiner l'encodage des informations dans le cerveau éveillé humaine. Cet article décrit intra-opératoire les méthodes utilisées pour effectuer des tâches cognitives et comportementales, tout en acquérant des données physiologiques telles que l'activité EMG, une seule unité neuronale et / ou potentiels de champ local.

Peropératoire tâches comportementales chez les humains subissent de profondes Awake Chirurgie stimulation cérébrale

Cette vidéo montre le processus d’enregistrement de l’activité neuronale corticale et sous-corticale à l’aide d’électroencéphalographies (EEG) et d’électrodes de stimulation cérébrale profonde (DBS) lors d’un test de stimulation visuelle basé sur l’attention.

Enregistrement de l’activité neuronale corticale et sous-corticale à l’aide de systèmes d’électrodes

Stéréotaxique électroencéphalographie (SEEG) est une technique opératoire utilisé dans la chirurgie de l'épilepsie pour aider à localiser la saisie foyers. Il offre également une occasion unique d'étudier le fonctionnement du cerveau. Ici, nous décrivons comment la SEEG peut être utilisée pour étudier les processus cognitifs chez les sujets humains.

Étude de la fonction de Deep corticale et structures sous-corticales Utilisation stéréotaxique électroencéphalographie: Leçons du cortex cingulaire antérieur

Le présent protocole vise à évaluer les fonctions cognitives-émotionnelles dans les ganglions de la base par l’enregistrement neurophysiologique simultané des potentiels de champ local et de l’activité corticale cérébrale (EEG) non invasive. La procédure est illustrée par l’utilisation de paradigmes impliquant des stimuli de parole à connotation émotionnelle ou la tâche de Flanker impliquant le contrôle cognitif.

Combiné Fonctions envahissantes et sous-corticales Surface non-invasive neurophysiologique Enregistrements pour l&#39;évaluation des fonctions cognitives et émotionnelles chez les humains

Cette procédure effectue de longue durée des enregistrements intracellulaires in vivo de neurones isolés au cours des états cérébraux physiologiquement pertinents et après l' abolition complète des activités électriques en cours, ce qui entraîne un état ​​du cerveau isoélectrique. Les constantes physiologiques de l'animal sont soigneusement surveillés pendant la transition vers l'état comateux artificiel.

Induction d&#39;un Etat isoélectrique cerveau chargé d&#39;enquêter sur l&#39;impact de l&#39;activité sur Endogène Synaptic Neuronal excitabilité<em&gt; In Vivo</em

Ce protocole décrit un montage chirurgical pour une prise d’électrode permanente epicranial et une électrode de poitrine implanté chez les rongeurs. En plaçant une deuxième électrode dans la douille, différents types de stimulation électrique cérébrale transcrânienne peuvent être livrés au système moteur chez les animaux alerte à travers le crâne intact.

Stimulation transcrânienne électrique cérébrale chez les rongeurs alertes

Ce protocole détaillé décrit le placement des électrodes stimulation transcrânienne sur l’OS temporal afin d’étudier les effets à court et à long terme de stimulation électrique transcranienne en se déplaçant librement des rats.

La Stimulation électrique chronique transcrânienne et Intracortical enregistrement chez le rat

Nous avons montré qu’une implantation de la microélectrode dans le cortex moteur des rats provoque immédiates et durables les déficits moteurs. Les méthodes proposées dans la présente ébauche une chirurgie d’implantation de microélectrodes et trois rongeurs tâches comportementales pour élucider les changements potentiels dans la motricité fine ou brute en raison de dommages causés à l’implantation au cortex moteur.

Comportement des tests pour évaluer les déficits fonctionnels causés par l’Implantation de la microélectrode dans le Cortex de moteur de Rat rongeur

Nous décrivons un protocole d’évaluation des courbes dose-réponse pour la stimulation extracrânienne en termes de mesures du champ électrique cérébral et d’un biomarqueur-flux sanguin cérébral pertinent. Étant donné que ce protocole implique la mise en place invasive d’électrodes dans le cerveau, une anesthésie générale est nécessaire, la respiration spontanée étant préférée aux respirations contrôlées.

Mise en place d’électrodes de stimulation extracrânienne et mesure du débit sanguin cérébral et des champs électriques intracrâniens chez des souris anesthésiées

Ce protocole présente une boîte comportementale basée sur un microcontrôleur pour évaluer l’inhibition pré-impulsion (IPP) en collectant des données d’accélération à partir d’un capteur situé sous la boîte. Ces données évaluent les déficits sensoriels chez les rats socialement isolés, avec une méthode supplémentaire pour synchroniser les données avec l’activité neuronale afin de faire progresser les études neurophysiologiques sur les troubles du comportement.

Développement d’une boîte comportementale pour évaluer l’inhibition prépulsive et l’activité neuronale dans des modèles animaux psychiatriques

Découvrez l'enregistrement de l'activité cérébrale par électrodes intracrâniennes pendant une tâche de prise de décision. Cette méthode offre une résolution spatiale et temporelle élevée pour étudier les mécanismes cognitifs.

Exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes

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