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人間の福祉に関する制度的、国内的、国際的なガイドラインに準拠して実施され、地元の施設審査委員会によって審査されています。
1. 実験パラダイムデザインと患者の同意
>注:実験的なパラダイムを設計するか、既存の実験的なパラダイムを選択して、関心のある認知的/感情的な側面をターゲットにします。
- DBS治療を受ける患者を選択します。患者が研究の選択基準を満たしているかどうかを尋ねます。はいの場合は、患者および/または倫理委員会 (該当する場合) から署名入りのインフォームド コンセントを取得して、それぞれの認知パラダイムの術後の記録と適用を実施します><。
手記： 術後の記録は、DBS電極の移植のために最初のDBS手術が行われた翌日(特別なケーブルによる頭部からの対応する外部化とともに)、DBS電極と刺激装置の恒久的な移植のために2回目の手術が行われる前に行われます。
- フランカー課題(実施例1)において、運動障害(例えば、ハンチントン病またはパーキンソン病)を有する患者から署名されたインフォームドコンセントを得て、術後の記録を実施する。フランカー実験の目標は、エラー行動に適応する患者の能力をテストし、そのような適応が皮質および皮質下のレベルで脳の振動活動にどのように反映されるかを決定することです
注:患者の選択は、対処すべき認知メカニズムと患者の障害によって決定されます。DBS-DOCの事例(実施例2)では、38歳で頭部外傷を負ったDOCの女性患者を選定した。患者の状態がインフォームドコンセントを制限しているため、DBS治療と実験への参加は地元の倫理委員会によってのみ承認されました。DOC 術後記録の主な目標は、認知感情処理に関連する脳機能が、このような重度の意識障害を持つ患者でもまだ損なわれていないかどうかを判断することでした。
- 提示する刺激の種類(聴覚、視覚)から選択します。刺激の提示順序を特定します(ブロックまたは混合デザイン)。刺激の持続時間、刺激間間隔 (ISI)、および試行回数を選択します。
- 1つの実用的な例として、フランカータスク(例1、図1A)を実行して、応答エラーのコミットメントに応じて行動を適応させる能力を調べます。このタスクは、視覚刺激(垂直に配置された側面の矢印)で構成されています。
- ターゲット刺激(中央の矢印)を、同じ(互換性のある)方向または反対の(互換性のない)方向を指す2つの隣接する矢印(ターゲットの上下)で側面に配置します。さらに、試行の停止 (中央の円) を検討します。
- ターゲットを左または右に提示し、参加者に左または右の親指で応答ボタンを押すように依頼します。停止試行では、参加者に応答しないように指示します。目標の200ミリ秒前にフランカーを提示します。目標値を300msec表示し、応答刺激間隔を2,000msecに設定します(経過時間はキュートーンで示されます)。このタスクでは、それぞれ120の刺激の合計4つのブロックを提示します。現在適合(60%)、非適合(20%)、および停止試行(20%)刺激をランダムに
手記： この刺激間隔値は、運動障害のある患者を考慮する際に多数の試行を見逃さないようにするために選択されました。フランカーとターゲットは同時にオフにされ、患者はできるだけ早く対応するように指示されました
手記： DBS−DOCの事例(例2、図1B)では、実験パラダイムは、ブロック設計における中立的な非アドレス指定およびおなじみアドレス指定の音声刺激26で構成されていた。刺激持続時間は4秒に設定された(ランダム化された4秒から5秒の刺激間インターバル)。このパラダイムでは、条件ごとに合計80回の試行が考慮されました(図1B)。
- 術後の記録で患者の身体的制約とニーズを想像してください。具体的には、過度の舞踏病の動き(ハンチントン病)または振戦(パーキンソン病)の存在を考慮して、患者がコンピューターのキーボードを使用できるかどうかを判断します。
- 患者がモニターを見ることができ(DBS手術中に適用される局所麻酔薬または定位ヘッドフレームが顔や目の周りの腫れを引き起こした可能性があるため)、実験全体を通して快適に座れることを確認してください。患者がこれらの条件を満たさない場合は、実験を行わないでください。
>2. 術後皮質下(局所電位またはLFP)および表面(EEG)記録のセットアップ
- 実験を行う部屋に脳波機器(補足ファイルの資料を参照)を設置します。記録コンピュータをEEGシステムに接続します。脳波記録ソフトウェアを起動します(補足ファイルの「資料」を参照)。
- 「ファイル」をクリックし、次に「新しいワークスペース」をクリックして、脳波記録ソフトウェアのワークスペースを定義します:5 kHzのサンプリング周波数、低カットオフ(DC)および高カットオフ周波数(1,000 Hz)、国際10/20システム(少なくとも:前線中心(Fz)、中心中心(Cz)、前極基準(Fpz)、地上(乳様突起)、パラダイムによってはさらにパリエトセントラル(Pz)、 後頭中心(Oz)、側頭(T3 / T4)、前頭内側(F3 / F4)、前頭外側(F7 / F8)(図2D)およびLFPチャネル(LFPL 0、LFPL1、LFPL2、LFPL3)(左半球、図2C)。LFPR0、LFPR1、LFPR2、LFPR3(右半球))。「モニター」をクリックして、指定したチャンネルが録音用に設定されていることを確認します。
手記： ワークスペースは、実験時間を最小限に抑え、記録の構成の予期しない変更を監視するために、事前に準備する必要があります。これにより、最高の時間分解能、正しいフィルター設定、適切なサンプリング レート、および関心のあるチャネルの適切な選択が保証されます。
- パラレルポートをEEGシステムに接続して、刺激コンピューターをセットアップします。刺激ソフトウェアを起動します。「実行」をクリックして、コンピューターのモニター(視覚刺激)および/またはスピーカー(聴覚刺激、音声の手がかり)でパラダイムの機能を確認します。刺激コンピューターからのマーカー(トリガー)が、EEG記録ソフトウェアでの外観を確認して、刺激の提示と被験者の反応中に記録システムに読み取られることを確認してください><。
手記： 刺激装置からのトリガーは、EEGシステム(5kHzのサンプリングレート)によって検出されるためには、少なくとも200μ秒の持続時間が必要です。トリガーは、特定の期間に発生するイベント関連のイベントまたは誘発された関連の活動のマーカーであるため、その機能は事後データ分析に不可欠です。DBS-DOCの事例(例2)では、実験パラダイム(図1B)は聴覚刺激(聞き覚えのある声と聞き慣れない声)で構成されていたため、提示された各刺激の開始時と終了時にトリガーが設定されていました。フランカー課題(図1A)の場合、1)フランカーとターゲット刺激が現れ、2)患者が反応し、3)反応時間が経過したことを患者に知らせる合図音が聞こえた瞬間にトリガーが設定されました。
- 皮膚マーカーペンを使用し、経験豊富な神経科医または脳波専門家のアドバイスに従って、患者の頭の頂点を鼻とイオンの中間点としてマークします。さらに、10-20システムを使用して、選択したEEG電極の位置をマークします。最初に選択した各場所をイソプロピルアルコールパッドで洗浄し、次に研磨ペーストを使用して、EEG表面電極を頭皮に取り付けます.
手記： このような動作は、DBS患者の頭に包帯を配置することによって制約されます。ただし、経験豊富な神経科医は、各電極/チャネルの適切な(おおよその)位置を定義できる必要があります。適切に接触するように、髪を邪魔にならないように動かします(該当する場合)。配置が容易なため、サージカルテープで固定された自己接着電極が使用される場合があります。
- 外部化されたDBS電極を経皮的エクステンションに接続します。経皮的延長部を外部ケーブルコネクタに接続します。外部ケーブルコネクタによって提供される各電極を、EEG記録のセットアップに従ってEEGコントロールボックスに接続します。最初にアースとリファレンスを差し込むことにより、EEG頭皮電極をEEGコントロールボックスに接続します。
- 最初にイソプロピルアルコールパッドでその領域を洗浄することにより、指定された筋肉にEMG電極(参照電極とアクティブ電極)を取り付けます。次に、EMG電極をEEGコントロールボックスに接続します.
手記： このステップはオプションであり、主に運動課題がパラダイムで考慮される場合、または運動障害のある患者の場合のように筋肉の活動を監視する必要がある場合に行われます。
- 「Monitor」をクリックすると、データが可視化されます。モニターに表示されるEEG信号とEMG信号が、ジッターと重なり合った高周波成分の存在を検出することにより、アーチファクトがないことを確認します。脳波信号の記録に関連するアーティファクトの種類やその他の要因に関するガイドラインを確認し、および/または、そのような生理学的記録に存在する障害の種類に精通するまで、経験豊富な神経科医または神経科学者に技術的なアドバイスを求めてください。
手記： この手順は、オフラインデータ解析で高品質の信号を確保するために重要です。
>3. 術後皮質下(LFP)と表面(EEG)脳活動の記録
- 患者に指示を提供します。患者が快適であることを確認し、不快感を感じたらいつでも実験を中止するように指示してください。
- 刺激ソフトウェアの「実行」をクリックして、患者がモニターでパラダイムを見たり、キュートーンや音を聞いたりできるようにします。患者がタスクに慣れるまで、患者と一緒にトレーニングセッションを実施します。患者が実験課題を実行している間に、皮質下(LFP)と皮質(EEG)の脳活動の同時記録を開始します。
手記： DBS-DOCのケース例(例2)の場合、パラダイムは(図1B)で説明したように、ブロック設計における聴覚刺激で構成されていました。フランカー課題(図1A)の場合、3つの条件(適合(60%)、適合しない(20%)、ストップトライアル(20%))に対応する視覚刺激が各ブロック内でランダムに提示され(混合設計)、各ブロックは120の刺激で構成され、パラダイムは合計4つのブロックで構成されていました。タスクが完了した後、データは記録コンピューターのハードディスクに保存され、後でオフラインスクリーニングと定量分析が行われます。
