Method Article

חוקרים את הפונקציה של עומק קליפת מוח ומבנים קורטיקליים שימוש stereotactic Electroencephalography: לקחים מCortex Anterior cingulate

DOI:

10.3791/52773

⸱

April 15th, 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurosurgery, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 2Department of Neurology, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 3Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 4School of Medicine, King's College London

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) הוא טכניקה ניתוחית המשמשת בניתוחי אפילפסיה לעזור למקם מוקדים של התקפים. זה גם מאפשר הזדמנות ייחודית לחקור את תפקוד מוח. כאן אנו מתארים כיצד SEEG יכול לשמש כדי לחקור תהליכים קוגניטיביים בבני אדם.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) הוא טכניקה המשמשת למקם מוקדים של התקפים בחולים עם אפילפסיה רפואית סוררת. הליך זה כרוך המיקום הכרוני של אלקטרודות עומק מרובה לתוך האזורים של המוח בדרך כלל אינו נגיש באמצעות מיקום האלקטרודה רשת subdural. SEEG כך מספקת הזדמנות ייחודית לחקור את תפקוד מוח. במאמר זה אנו מדגימים כיצד SEEG יכול לשמש כדי לחקור את תפקידו של רכס החגורה קדמית הגבי (dACC) בשליטה קוגניטיבית. אנו כוללים תיאור של הליך SEEG, הממחיש את המיקום כירורגית של אלקטרודות. אנו מתארים את המרכיבים ותהליך הנדרשים כדי להקליט פוטנציאל שדה מקומי נתונים (LFP) מההסכמה נבדקת בעת שעוסקות במשימה התנהגותית. בדוגמא בתנאי, נושאים לשחק משימת הפרעות קוגניטיביות, ואנו מדגימים כיצד אותות נרשמים ונותחו מאלקטרודות ברכס החגורה הקדמית גב, intim אזורמעורב המצוי בתהליך קבלת החלטות. נסיים בהצעות נוספות של דרכים שבהן שיטה זו יכולה לשמש לחקירת תהליכים קוגניטיביים אנושיים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אפילפסיה, הפרעת נוירולוגית שכיחה המתאפיינת בהתקפים חוזרים ונשנים מרובים לאורך זמן, מהווה 1% מהנטל העולמי של מחלות 1. תרופות נגד אפילפסיה לא מצליחות לשלוט בהתקפים ב -20 - 30% מחולי 2,3. בחולים רפואיים סוררים הללו, ניתוח אפילפסיה מצויינים לעתים קרובות 4,5. ההחלטה להמשיך עם ניתוח דורשת איתור מוקד התפיסה, תנאי מוקדם לגיבוש תכנית כירורגית. בתחילה, טכניקות לא פולשנית משמשות לlateralize ולמקם מוקד התפיסה. Electroencephalography (EEG), למשל, פעילות חשמלית בקליפת המוח אמצעים שנרשם מאלקטרודות המונחות על הקרקפת, ולעתים קרובות יכולה לספק מספיק מידע על מיקומו של מוקד התפיסה. בנוסף, הדמיה בתהודה מגנטית (MRI) ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ודא שכל מטופל נבדק להתאמה למחקר, והחולים מתאימים חייבים להיות הסכמה להשתתפות במחקר על פי נהלי IRB המקומיים.

1. בחירת חולים לSEEG ומחקר

  1. בחירת מטופל לSEEG
    הערה: חולי אפילפסיה יש להעריך קליני על ידי צוות רב תחומי הכולל epileptologists, neuropsychologists ונוירוכירורגים.
    1. ודא שיש לו את החולה אפילפסיה מוקד רפואי עקשן, שהוגדר ככישלון להגיב ללפחות 2 ניסויים נאותים של תרופות אנטי-אפילפ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ברגע שמטופל נבחר למיקום האלקטרודה SEEG, הוא / היא עוברת ניגוד T2 וT1 נפח המשופר MRI. לאחר מכן מסלולי אלקטרודה SEEG מתוכננים באמצעות ניווט stereotactic של רצפי MRI נפח (איור 1). טכניקה זו מאפשרת לאוסף של פוטנציאל בתחום מקומי ממבנים עמוקים בתוך קליפת המוח כגון קליפת מוח קדמי גב cingulate (מסלול כתום אור, איור 1) שלא יהיה אפשרי עם מיקום האלקטרודה משטח טיפוסי. לאחר ניתוח בEMU, המטופל מבצע את המשימה Multi-מקור הפרעה (איור 2), שנועדה לה.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במאמר זה SEEG שימש כדי לחקור את הפעילות של אוכלוסיות נוירונים המקומיות בdACC במהלך משימת קבלת החלטות בבני אדם. העבודה קודמת חקרה את הפעילות של נוירונים בודדים בdACC באמצעות הקלטות microelectode במהלך ניתוח 14 והוכיחה כי פעילות dACC היא מווסתת על ידי פעילות קודמת. מחקרי microelectrode לאפשר החקירה של פעילות spiking של נוירונים בודדים. SEEG מודד LFPs, אשר קשור לפוטנציאל הסינפטי summated פני אוכלוסייה גדולה של נוירונים. SEEG לכן מאפשר את ההזדמנות כדי לחקור בו זמנית פעילות .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אי לנו ניגוד עניינים לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אי לנו תודות או גילויים פיננסיים.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
כבל קלט/פלט טריגרNatus Medical Inc.כבל PS2 ל-BNC5029
כבלי BNC עבור פולסיםניתן להזמין מרוב חנויות האלקטרוניקה.
רצועת חשמל עם הגנה מפני נחשולי מתח וגיבוי סוללהTripp LiteSMART500RT1U UPCמקור כוח וגיבוי
מכשירים לאומיים תיבת רכישת נתונים DAQ רב תכליתית NI PCIe-6382 כרטיסי DAQNational InstrumentsPCIe-6382 w/ BNC 2090Aכרטיסי PCI לממשק בקרה התנהגותית
תיבת כפתורים מותאמת אישית - מכשירממשק אנושיניתן להשתמש בכל מכשיר ממשק אנושי עם שלושה כפתורים. לחלופין, ניתן להשתמש ב-3 לחצני מקלדת.
מערכת ניטור EEG תוך גולגולתית קלינית Xltek 128 ערוצים EMU128FSNatus Medical Inc.002047cמערכת הקלטה קלינית
צג נושא וכבלים משויכים להצגת גירוי חזותיDell U2212HMcרוב הצגים מתאימים כאן.
מחשב אישי המפעיל תוכנה התנהגותית עם כרטיסי DAQ מותקניםSuperlogicsSL-2U-PD-Q87SLQ-BAמחשב להקלטת נתונים עצביים
כבל חשמל לצגבדרך כלל מגיע עם הצג, ניתן לרכוש בכל חנות אלקטרוניקה.
תוכנת Monkey Logic הפועלת על Matlab 2010Aחינם מאתר MonkeyLogic
תוכנת MATLAB 2010a עם ארגז כלים לרכישת נתוניםתוכנתMatlab
אלקטרודות sEEG AD TECH או PMTAD TECH2102-##-101קצה פלטינה, קוטר (0.89 מ"מ, 1 מ"מ, 1.1 מ"מ), אורך לא מבודד 2.3 מ"מ; ה-## במספר הקטלוגי מציין את מספר המגעים באלקטרודה (08, 10, 12 או 16)
מחברי CabrioPMT2125-##-01ה-## במספר הקטלוגי מציין את מספר המגעים באלקטרודה (08, 10, 12 או 16)
מגבר Tucker Davis TechnologiesTucker Davs TechnologiesPZ5קדם-מגבר לנתונים עצביים
מעבד Tucker Davis TechnologiesTucker Davs TechnologiesRZ2לנתונים עצביים
TuckerDavis Technologies סטרימר נתוניםTucker Davs TechnologiesRS4כבלי
סיבים אופטיים לחיבור מערכות TDTTucker Davs TechnologiesF05לחיבור המוצרים של Tucker Davis Technologies.
כבל סרט ומחבר טורי נצמד לסמנים דיגיטלייםניתן להזמין מחנויות האלקטרוניקה של OST.
מחשב אישי להפעלת תוכנת TDT RPvdsEx ו-OpenExSuperlogicsSL-2U-PD-Q87SLQ-BAמחשב לשליטה
התנהגותית ארון שרתים אטלנטי אמצעי עם גלגליםאטלנטיים תיכוניםPTRK-21מארז שרת שיכיל את כל פריטי המחקר
קופסת פיצול Tucker Davis Technologies לפיצול שיקולים קליניים ומחקרייםTucker Davs Technologiesקופסת מפצל זו היא מכשיר מותאם אישית למחצה. על החוקרים להתייעץ עם הנוירולוגים המטפלים לגבי פיצול המחקר וההקלטות הקליניות באופן שלא יפריע לטיפול הקליני.
צג חוקר עם הכבלים הנדרשיםDellU2212HMcרוב הצגים מתאימים כאן.
מקור מתח תיבת כפתורים - 5 וולט, 2 אמפרניתן לרכוש בכל חנות אלקטרוניקה.
ממשק אופטי TDT כרטיס PCITucker Davs TechnologiesP05
אנלוגיים מעבד אותות עצבי כבלי סיבים אופטיים של מוצרים

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Murray, C. J., Lopez, A. D., Jamison, D. T. The global burden of disease in 1990: summary results, sensitivity analysis and future directions. Bulletin of the World Health Organization. 72, 495(1994).
  2. Berg, A. T.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Stereotactic ElectroencephalographyDorsal Anterior Cingulate CortexLocal Field PotentialMulti Taper Spectral AnalysisCognitive Interference TaskDepth Electrode PlacementElectrophysiological Signal RecordingData Acquisition RigBehavioral Task SetupTime Frequency Analysis

Related Articles