定位脳波を使用して、ディープ皮質の機能と下構造の調査：前帯状皮質からの教訓は、

Summary

定位脳波（SEEG）は発作病巣をローカライズを助けるためにてんかん手術で使用手術技法である。また、脳機能を研究するユニークな機会を与える。ここでは、SEEGはヒト対象における認知プロセスを調査するために使用することができる方法について説明します。

Abstract

定位脳波（SEEG）は医学的に難治性てんかんの患者で発作病巣をローカライズするために使用される技術である。この手順では、硬膜下グリッド電極の配置を介して、典型的にはアクセス不可能な脳の領域に複数の深さの電極の慢性的配置を含む。 SEEGは、このように脳機能を研究するユニークな機会を提供します。本論文では、SEEG、認知制御で背側前帯状皮質（DACC）の役割を調査するために使用することができる方法を示します。我々は、電極の外科配置を実証し、SEEG手順の説明が含まれています。我々は、彼らが行動のタスクに従事している間に被写体を同意からローカルフィールドポテンシャル（LFP）のデータを記録するために必要なコンポーネントとプロセスについて説明します。提供された例では、エリア、被験者は認知干渉課題を果たし、我々は、信号が背側前帯状皮質内の電極から記録され、分析される方法を示しintimately意思決定に関与。我々は、この方法は、人間の認知プロセスを調査するために使用できる方法の更なる提案を結論付ける。

Introduction

てんかん、時間をかけて複数の再発性発作によって特徴づけられる一般的な神経学的障害は、病気¹の世界的な負担の1％を占めています。患者^2,3の30％ -抗てんかん薬は20に発作を制御することができない。これらの医学的に難治性の患者では、てんかん手術は、多くの場合^、4,5が示されている。手術を続行するという決定は、発作焦点、手術計画を策定するための前提条件を見つける必要があります。最初に、非侵襲性の技術がlateralizeおよび発作焦点をローカライズするために使用される。脳波（EEG）は、例えば、対策皮質の電気的活動は、頭皮上に配置された電極から記録され、多くの場合、発作焦点の位置についての十分な情報を提供することができる。また、磁気共鳴イメージング（MRI）は、海馬硬化症、医学的に難治性てんかんの最も一般的な形態で見られる古典的な病理学、近心トンなどの個別の病変を示すことができるemporal葉てんかん（MTLE）。

しばしば、しかし、非侵襲的精密検査は、発作焦点を識別することができません。これらの場合には、脳内の電極と侵襲脳波（ECOG）がフォーカスをローカライズし、外科処置^6を案内するために必要とされる。 ECOGは、脳と直接接触して配置された電極を用いて電気的活性を測定するために使用される神経生理学的技術である。表面の格子またはストリップ（硬膜）の電極は、脳の表面上開頭術（骨弁の除去）....

Protocol

各患者は、調査研究のための適性について検討され、適切な患者は地元のIRBの手順に従って研究への参加のために同意しなければならないことを確認してください。

SEEGと研究のための1。患者の選択

1. SEEGための患​​者の選択
   注：てんかん患者が臨床的にてんかん専門医、神経心理学者や神経外科医からなる学際的なチームによって評価されなければならない。
   1. 患者が抗てんかん薬の少なくとも2適切な臨床試験に対応するための障害として定義され、医学的に難治性てんかんの焦点があることを確認してください。
   2. 非侵襲的技術はてんかん焦点をローカライズするために失敗したことを確認してください。
   3. 患者は唯一の硬膜下グリッド電極での調査に適していないことを学際的なチームで確認してください。
   4. 深い発作発症ゾーンの臨床的疑いがあることを学際的なチームで確認してください。
2. 研究課題のための患者の選択
   1. 対象は、13と65歳の間にあることを確認してください。
   2. 患者から（もし18歳未満の親の同意と一緒に）同意または同意を取得します。
   3. 被験者がタスクに出席し、検査に協力することが可能であることを確認します。

2.準備と注入技術

1. ....

Results

患者がSEEG電極配置のために選択されると、彼/彼女はMRI増強体積T2とT1コントラストを受ける。 SEEG電極の軌跡は、その後、容積MRIシーケンス（ 図1）の定位ナビゲーションを使用して計画されている。この技術は、典型的な表面電極配置では不可能背側前帯状皮質（淡橙色の軌跡、 図1）の深皮質内の構造から局所電場電位の収集を可能にする。術後にEMUで、患者がDACCニューロンを活性化するように設計マルチソース干渉課題（ 図2）、実行します。試験の適切な数の後に、DACCでSEEG電極からの局所電場電位データは、その後、意味解析（ 図3）のためのキューの表示にLFPデータを整列させるために前処理される。また、いったん整列、LFPデータは茶を調べるために平均化することができるトライアルの種類（ 図3F）との間で平均した電気生理学的応答でNGES。続いて、マルチテーパスペクトログラムは、時間とともに周波数帯域の変化（ 図4）を調査するために.......

Discussion

本論文ではSEEGは、ヒトにおける意思決定のタスクの実行中にDACC内のローカルニューロン集団の活動を調査するために使用された。以前の研究は、術中microelectode記録^14を使用して、DACC、個々のニューロンの活性を調査し、DACC活性は以前の活性により変調されることを実証した。微小電極の研究では、個々のニューロンのスパイク活動の調査を可能にする。 SEEGは、ニューロンの大集団全体で合計さシナプス電位に関連するLFPSを測定する。 SEEGそのため、同時に複数の脳領域から人口ニューロンの活動を調査する機会を可能にする。

科学的問題を調査するようSEEGような臨床技術を使用する場合は、第1の動作と研究計画が位置合わせされることを保証するために重要である。解決すべき臨床的問題は、患者の発作開始領域とのWiを決定することを含む常に優先されちゃう。手術計画は臨床上の必要性によって決定されるので、必ずしもすべての場合と同じ研究の問題を調査することはできません。そこで、電極を尋問された領域に応じて、患者の手術計画に適合させることができる独立した科学的な質問に答.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
トリガーI/Oケーブル	Natus Medical Inc.	5029	PS2 - BNCケーブル
アナログパルス用BNCケーブルは			、ほとんどの家電量販店で注文できます。
サージ保護とバッテリーバックアップ付き電源タップ	Tripp Lite	SMART500RT1U UPC	電源とバックアップ
ナショナルインスツルメンツの多機能daqデータ収集ボックス NI PCIe-6382 DAQカード	ナショナルインスツルメンツ	PCIe-6382 BNC 2090A	動作制御インタフェース用PCIカード
カスタムメイドボタンボックス - ヒューマンインタフェースデバイス			3つのボタンを備えた任意のヒューマンインターフェースデバイスを使用できます。または、3つのキーボードボタンを使用することもできます。
Xltek 128チャンネル臨床頭蓋内脳波モニタリングシステム EMU128FS	Natus Medical Inc.	002047c	臨床記録システム
視覚刺激提示用の被験者モニターおよび関連ケーブル	Dell	U2212HMc	ここではほとんどのモニターで十分です。
DAQカードをインストールした行動ソフトウェアを実行するパーソナルコンプチュアー	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	神経データを記録するためのコンピュータ
モニター			通常、モニターに付属しており、どの家電量販店でも購入できます。
MonkeyLogicのウェブサイトから無料の	Matlab 2010A
データ収集ツールボックスMathworks			Matlabソフトウェア
sEEG電極AD TECHまたはPMT	AD TECH	2102-##-101	チップ、直径(0.89 mm、1 mm、1.1 mm)、非絶縁長さ2.3 mm;カタログ番号の##は、電極(08、10、12、または16)上の接点の数を示しますカ
ブリオコネクタ	PMT2125-##-01		番号の##は、電極(08、10、12、または16)上の接点の数を示します(08、10、12、または16)
タッカー・デイビス・テクノロジーズ・アンプ	タッカー・ダブス・テクノロジー	ズPZ5	ニューラルデータ用プリアンプ
タッカー・デイビス・テクノロジーズ・プロセッサ	タッカー・ダヴス・テクノロジーズ	RZ2	ニューラルデータ用ニューラルシグナルプロセッサ
タッカーデイビステクノロジーズのデータストリーマー	タッカーダブステクノロジー	ズ RS4	データストリーマーとストレージ
TDTシステムを接続するための光ファイバーケーブル	タッカーダブステクノロジー	ズ F05	タッカーデイビステクノロジーズの製品を接続するための光ファイバーケーブル。
		用リボンケーブルとスナップシリアルコネクタ	OST電器店から注文できます。
TDT RPvdsExおよびOpenExソフトウェアを実行しているパーソナルコンピュータ	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	行動制御用コンピュータ
キャスター付き中部大西洋岸サーバーキャビネット	中部大西洋製品	PTRK-21	すべての研究アイテムを収納するサーバーケース
タッカー・デイビス・テクノロジーズ 臨床および研究の修復を分割するスプリッターボックス	タッカー・ダヴス・テクノロジー		ズこのスプリッターボックスはセミカスタムデバイスです。研究者は、臨床ケアを妨げない方法で研究と臨床記録を分割することについて、担当の神経科医に相談する必要があります。
必要なケーブルを備えた研究者モニター	Dell	U2212HMc	ここでは、ほとんどのモニターで十分です。
ボタンボックス電源 - 5ボルト、2アンペア			どの家電量販店でも購入できます。
TDT光インターフェースPCIカード	Tucker Davs Technologies	P05