Esecuzione di attività comportamentali in soggetti con intracraniche Elettrodi

L'obiettivo generale del seguente esperimento è valutare come il cervello codifica le decisioni giocando alla guerra del gioco di carte. Ciò si ottiene facendo giocare i pazienti a un gioco decisionale mentre registrano l'attività cerebrale da più elettrodi intercranici che sono stati impiantati chirurgicamente per scopi clinici. In una seconda fase, i dati vengono analizzati offline per interpretare i risultati.

Si ottengono risultati che mostrano una significativa modulazione della banda gamma nel sistema limbico sulla base dell'analisi dello spettro di potenza. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ad altre simili, come FMRI, PET o MEG, è che offre sia un'elevata risoluzione spaziale che temporale mentre altre offrono solo l'una o l'altra. Quindi questo metodo può aiutare a rispondere ad alcune domande chiave nel campo delle neuroscienze che coinvolgono il controllo cognitivo e motorio, così come alcune domande chiave sulla connettività cerebrale.

Bene, è importante quando si conducono questi esperimenti essere flessibili e pazienti. Poiché i pazienti potrebbero aver bisogno di consumare i pasti, potrebbero avere appuntamenti clinici in cui potrebbero avere un attacco. Questo metodo è progettato per fornire informazioni su come il cervello codifica le decisioni.

Può anche essere applicato a diverse funzioni cerebrali come la funzione linguistica o la memoria motoria. Il motivo per cui stiamo facendo questa esperienza, perché abbiamo un gran numero di pazienti che impiantamo con la gola e la tecnica, è anche conosciuta come SEG. Quindi impiantamo aree che non erano mai state impiantate prima per localizzare le convulsioni, e possiamo cogliere l'occasione per studiare quelle aree.

Inoltre, stai facendo questa ricerca unica e molto interessante Inizia valutando i pazienti con epilessia refrattaria in considerazione per l'impianto di elettrodi intracranici. Se il paziente è un buon candidato per la chirurgia invasiva, analizzare la risonanza magnetica, la PET e la Meg esistenti nel paziente, insieme alla patologia convulsiva al fine di ottimizzare il posizionamento degli elettrodi. Successivamente, identificare i pazienti idonei secondo il protocollo IRB approvato in base ai criteri di inclusione ed esclusione.

Quindi incontra i pazienti in clinica e ottieni il consenso scritto e informato. Prima di qualsiasi attività di ricerca. Spiegare lo studio al soggetto e sottolineare che la partecipazione è strettamente volontaria e non avrà in alcun modo un impatto sull'assistenza clinica.

Inoltre, informare il paziente che le sue informazioni rimarranno anonime e riservate e che può interrompere la partecipazione allo studio in qualsiasi momento. In nessun caso, il sistema comportamentale include un FD, un braccio robotico approvato per l'interazione con il paziente, un computer portatile per controllare il programma comportamentale, un monitor per presentare gli stimoli del compito al paziente e un sistema di acquisizione dati per memorizzare i dati elettrofisiologici e comportamentali prima di portare l'apparecchiatura nella stanza del paziente per prima, garantire che ci sia spazio sufficiente disponibile e l'accesso alle prese necessarie. Inoltre, verificare che tutte le apparecchiature e i cavi siano pronti per accelerare l'installazione.

Quando il paziente è pronto, portare il sistema comportamentale nella stanza e iniziare ad avviare il sistema comportamentale e il braccio robotico. Collegare l'uscita del marcatore di eventi digitale dal computer comportamentale ai canali CC del sistema di acquisizione elettrofisiologico. In questo modo i segnali di elettroencefalografia stereo registrati verranno bloccati con i marcatori di eventi comportamentali.

È meglio utilizzare un sistema di acquisizione elettrofisiologica separato designato per scopi di ricerca, come mostrato qui. Quindi, calibrare il braccio robotico e posizionarlo in modo tale che la gamma di movimento sia confortevole per il paziente. Una volta che tutte le apparecchiature sono a posto, prendere precauzioni in modo che i pazienti non si facciano del male in caso di convulsioni.

Durante l'attività, assicurarsi che i pulsanti di arresto di emergenza siano facilmente accessibili dai ricercatori durante l'attività comportamentale. Dopo il completamento della configurazione del rig e la calibrazione del dispositivo di interfaccia, spiegare il compito comportamentale al paziente e chiedere al paziente di esercitarsi nel compito. Abbiamo usato un compito comportamentale simile al gioco della guerra dei bambini.

Chiedi al paziente di scommettere se la sua carta è più grande di quella del computer. Quindi giocheremo la partita prima contro il computer. Quindi, essenzialmente in questo compito, è come il gioco di guerra per bambini in cui stai cercando di battere il computer.

Ma in questo caso, per renderlo più facile, usiamo le due carte, le quattro carte, il sei, l'otto e il 10 invece di qualsiasi figura e il modo in cui funziona il gioco. Se pensi di vincere, scommetti una scommessa alta. Se pensi di perdere, scommetti una puntata bassa e fai la tua scommessa muovendo questo braccio robotico per colpire un bersaglio sullo schermo.

E se vinci, se vinci, vinci i soldi. Se perdi, perdi i soldi. La scelta della scommessa si basa sulla percezione del paziente del valore relativo della propria carta.

Abbiamo semplificato il gioco utilizzando solo carte di un seme e limitando il mazzo alle carte numerate da 2, 4, 6, 8 e 10. Durante l'attività. Mostra una coda di fissazione sullo schermo per 350 millisecondi.

Assicurarsi che il paziente tenga il cursore sopra il segno di fissazione per avviare l'attività. Successivamente, lo stimolo dovrebbe essere presentato per 1000 millisecondi. Consentire al paziente di vedere la propria scheda con accanto la scheda del computer a faccia in giù.

A seguito della scomparsa della carta. Mostra una coda di go che mostra due opzioni chiedendo al paziente di scommettere 5 o 20 in base alla propria carta. Chiedi al paziente di piazzare la scommessa spostando il cursore, usando il braccio robotico sulla puntata scelta.

Randomizzata la posizione di scommessa da una prova all'altra per garantire che non vi siano distorsioni basate sulla posizione Dopo che la scommessa è stata selezionata, dovrebbe esserci un ritardo seguito da una rivelazione della carta del computer. Osserva se la prova è stata una vittoria, una sconfitta o un pareggio e quanto è stato vinto o perso. Consenti al paziente di esercitarsi fino a quando non è sicuro delle proprie prestazioni e non ha domande sull'attività prima di registrare.

Innanzitutto, verificare che le impostazioni del sistema di acquisizione siano selezionate e garantite in modo appropriato. Se il paziente è pronto, spegni le luci della stanza e la TV per ridurre al minimo il rumore di fondo durante la registrazione. Inoltre, chiedi al paziente di astenersi da comportamenti come battere il piede, parlare o scuotere le gambe.

Ora inizia l'attività mentre registri il paziente che esegue l'attività. Chiediamo al paziente di eseguire l'attività per 30 minuti. La frequenza di campionamento del sistema del braccio robotico dovrebbe essere di un kilohertz e quella del sistema di registrazione SEEG di due kilohertz.

Dopo la sessione di acquisizione, analizzare i dati de-identificando prima i dati SEEG registrati per garantire che le informazioni del paziente rimangano riservate e che i dati vengano inviati in modo anonimo. Quindi ottenere le coordinate delle posizioni degli elettrodi dalla TC postoperatoria e dalla risonanza magnetica preoperatoria, infine applicare metodi di analisi del segnale per analizzare la modulazione dell'attività cerebrale dipendente dall'evento. Qui puoi vedere uno spettro di potenza dell'attività relativa a tre diverse epopee nell'attività di guerra.

La prima riga raffigura l'attività del giro frontale inferiore e la seconda riga raffigura l'attività della corteccia visiva. I tempi zeri dei grafici in ogni colonna rappresentano l'aspetto delle opzioni di scommessa, l'aspetto della ricompensa positiva e l'aspetto della ricompensa negativa. Quando il soggetto fa scommessa, il giro frontale inferiore non cambia significativamente la sua attività.

Al contrario, la corteccia visiva associata ha un cambiamento significativo nella gamma di frequenza da 60 a 100 hertz, a partire da circa 125 millisecondi dopo l'istruzione. Quando il soggetto vince una mano, c'è una significativa modulazione a banda stretta nella banda di frequenza da 40 a 50 hertz nel giro frontale inferiore. Dopo circa 250 millisecondi, di nuovo, l'associazione della corteccia visiva ha un cambiamento significativo nella gamma di frequenza da 60 a 100 hertz, a partire da circa 125 millisecondi.

Dopo le istruzioni. Qui, il soggetto ha perso la mano. A differenza della lancetta del vento, il giro frontale inferiore non risponde mentre la corteccia visiva associativa, ancora una volta, subisce un cambiamento significativo.

Quindi è importante ricordare quando si cerca di tentare questa procedura che è necessario mantenere sempre la riservatezza del paziente, il comfort del paziente e rispettare i desideri del paziente se sceglie di non partecipare. In qualsiasi momento di questa procedura Dopo la procedura, i dati possono essere analizzati con più metodi per indagare la natura precisa della comunicazione cerebrale. Pertanto, i dati possono essere utilizzati per testare molte ipotesi diverse.

I dati che abbiamo raccolto in questi esperimenti possono essere utilizzati da una varietà di scienziati diversi, ad esempio neuroscienziati e scienziati comportamentali e computazionali. Dopo aver visto questo video, dovresti essere in grado di eseguire attività comportamentali in pazienti impiantati con elettrodi SEEG Nell'unità di monitoraggio dell'epilessia, il design delle attività può essere modificato per studiare molte diverse modalità di comportamento e malattia umana. Inizialmente, è stato un po' difficile impostare tutto, selezionare i pazienti, ottenere il compito corretto, ma alla fine è stata una giornata molto produttiva.