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

L'objectif général de cette procédure est d'évaluer les fonctions cognitives et émotionnelles de structures cérébrales interconnectées au moyen d'enregistrements simultanés provenant de sources neuronales profondes et superficielles. Cette méthode peut aider à répondre à des questions essentielles en neurophysiologie humaine, telles que la relation entre les schémas d'activité cérébrale et la fonction cérébrale, en particulier concernant les régions cérébrales profondes et difficilement accessibles.

L'avantage principal de cette technique est qu'elle utilise le cadre de patients soumis à une stimulation cérébrale profonde pour extraire des informations en temps réel sur les structures corticales et sous-corticales chez l'humain pendant des tâches cognitives et émotionnelles. Les étapes d'enregistrement de cette section portent sur un patient souffrant d'un trouble du mouvement accomplissant une tâche de type « flanker ». Les étapes d'analyse de la section suivante, en revanche, portent sur un patient atteint d'un trouble chronique de la conscience écoutant un paradigme de discours cognitif et émotionnel.

Commencez par installer l'électroencéphalographie, ou l'équipement EEG, dans la salle de test. Connectez l'ordinateur d'enregistrement au système EEG et lancez le logiciel d'enregistrement EEG. Cliquez sur Fichier, puis sur Nouvel espace de travail pour définir l'espace de travail dans le logiciel d'enregistrement EEG en spécifiant une fréquence d'échantillonnage de cinq kilohertz, une fréquence de coupure basse et une fréquence de coupure haute, les voies EEG selon le système international 10-20, ainsi que les voies de potentiel de champ local, ou LFP.

Cliquez sur « Monitor » pour vérifier que les canaux spécifiés sont désormais configurés pour l'enregistrement. Ensuite, configurez l'ordinateur de stimulation et vérifiez la connexion avec le port parallèle du système d'EEG. Démarrez le logiciel de stimulation.

Cliquez sur Exécuter pour vérifier le fonctionnement du paradigme sur l'écran de l'ordinateur. Assurez-vous que les déclenchements provenant de l'ordinateur de stimulation sont transmis au système d'enregistrement en vérifiant leur apparition dans le logiciel d'enregistrement EEG pendant la présentation des stimuli, ainsi que pendant la réponse du sujet. Marquez le vertex de la tête du patient comme étant le point médian entre le nasion et l'inion en utilisant un stylo marqueur cutané.

Ensuite, marquer les positions d'électrodes EEG choisies selon le système 10-20. Nettoyer chaque emplacement sélectionné avec un tampon d'alcool isopropylique et une pâte abrasive. Puis, fixer les électrodes de surface EEG sur le cuir chevelu.

Alternativement, selon les contraintes d'espace, un réseau d'EEG multicanal peut être utilisé. Une autre méthode haut de gamme pour évaluer l'activité cérébrale superficielle consisterait à utiliser la magnétoencéphalographie, ou MEG. Connectez le câble d'extension percutané provenant des électrodes de stimulation cérébrale profonde, ou SCP, à un connecteur de câble externe.

Connectez chaque électrode fournie par le connecteur de câble externe à la boîte de contrôle EEG, conformément au dispositif d'enregistrement EEG. Connectez les électrodes EEG du cuir chevelu à la boîte de contrôle EEG. Ensuite, donnez au patient des instructions concernant la tâche de fléchage.

S'assurer que le patient est à l'aise et lui demander d'arrêter l'expérience à tout moment en cas de malaise. Cliquer sur Exécuter dans le logiciel de stimulation afin que le patient puisse voir le paradigme sur l'écran. Effectuer une séance d'entraînement avec le patient jusqu'à ce qu'il soit à l'aise avec la tâche.

Enfin, commencez l'enregistrement simultané de l'activité cérébrale LFP sous-corticale et de l'EEG corticale pendant que le patient effectue la tâche de flanker. Commencez par ouvrir le logiciel d'analyse de l'EEG. Cliquez sur Nouveau pour visualiser les données enregistrées provenant du paradigme de parole cognitive émotionnel en spécifiant les chemins des dossiers et le nom des données.

Cliquez sur Modifier les canaux pour sélectionner les canaux d'intérêt. Ensuite, cliquez sur Prétraitement des canaux, puis sur Nouvelle référence afin de réajuster la référence des contacts DBS adjacents, ce qui crée un contexte virtuel bipolaire pour les hémisphères gauche et droit. Cliquez sur Inspection des données brutes pour examiner les données afin de détecter les artefacts d'origine physiologique ou liés à l'équipement, en mettant l'accent sur les soubresauts moteurs et les perturbations de l'appareil.

Marquez les segments dans lesquels des artefacts sont présents. Ensuite, cliquez sur Filtrage des données, puis sur Filtres IIR pour spécifier un filtre réjecteur et choisissez des filtres de Butterworth à phase nulle en indiquant les paramètres de fréquence de coupure basse et haute. Cliquez sur Changer la fréquence d'échantillonnage pour sous-échantillonner les signaux enregistrés à une fréquence spécifiée, et indiquez également le type d'interpolation.

Exportez les canaux bipolaires d'intérêt en cliquant sur Exporter, puis sur Données génériques. Exportez les déclencheurs de données en cliquant sur Exporter, puis sur Marqueurs. Nommez les fichiers à exporter en sélectionnant un format T-X-T.

Ensuite, lancez MATLAB et cliquez sur « Set Path » pour ajouter le chemin des dossiers de sortie sur le terrain. Calculez la puissance spectrale des PFL pour les canaux d'intérêt en spécifiant d'abord, dans le script un, le chemin et le nom des fichiers EEG et PFL, puis en exécutant ce script afin de générer un fichier contenant la structure de données requise par le script deux. Deuxièmement, exécutez le script deux après avoir défini les paramètres d'analyse spectrale, tels que la méthode spectrale, la fréquence, la plage temporelle d'intérêt et la correction de la ligne de base, ainsi que les paramètres statistiques, comme le type d'analyse et la valeur de p.

Ensuite, calculez la cohérence entre les signaux cérébraux sous-corticaux et corticaux en exécutant le script trois, et ce, après avoir spécifié la longueur du segment, le pourcentage de recouvrement, les fréquences d'intérêt et le type d'analyse. Enfin, calculez le couplage de phase-amplitude entre fréquences en exécutant l'implémentation logicielle disponible en tant que fichier supplémentaire dans la référence indiquée ici. Ce protocole a évalué les fonctions cognitives émotionnelles au niveau du thalamus durant le paradigme illustré ici.

Avec des stimulis de parole neutre non adressée et de parole familière adressée. Ici, la modulation verrouillée au stimulus de l'activité oscillatoire au sein du thalamus central a révélé une augmentation du pouvoir bêta du côté droit dans la première seconde lors de la comparaison entre les conditions de parole adressée neutre et familière. L'analyse du changement de puissance correspondant au deux trois du LFP a révélé une augmentation précoce de la bande bêta dans la première seconde, ainsi qu'une modulation tardive des données.

En outre, une augmentation significative des ondes thêta dans la condition d'adressage familier, entre quatre et six virgule cinq hertz, et durant la période de temps de deux virgule six à deux virgule huit secondes sur le potentiel local de champ deux trois, a été observée. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une heure si elle est effectuée correctement. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de garder à l'esprit que la résolution spatiale des enregistrements fournis par cette technique se situe au niveau des potentiels de champ local et des potentiels EEG.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière d'effectuer des enregistrements neurophysiologiques combinés invasifs et non invasifs chez l'homme afin d'évaluer les fonctions cognitives et émotionnelles.