Name: 頭蓋内電極を有する被験者に行動タスクの実行 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 10 s
Description: 学ぶ頭蓋内電極を用いた意思決定タスクの神経活動記録法。カードゲーム中の脳活動を高時空間分解能で解析し、認知・運動制御の神経メカニズム解明に貢献する革新的な手法です。

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すべてのタスクはクリーブランドクリニック財団の治験審査委員会（IRB）に提出し承認されたプロトコルに従って行った。インフォームドコンセントのプロセスは、すべての研究活動の前に各患者で行った。この例では、発作のために移植ステレオ脳波（SEEG）の電極があった研究基準を満たす被験者が選択される。プロジェクトが対象として議論し、彼らは参加を承諾した。 1。患者登録<ol><li>頭蓋内電極の移植を考慮した難治性てんかんの患者を評価します。患者は侵襲手術のための良い候補である場合には、電極の配置を最適化するために、患者のMRI、PETやMEG発作の病理と一緒に分析します。臨床チームは、すべての評価を行い、何の決定は、研究目的のために行われません。 。 </li><li>研究のために適格な患者を特定subsequentの移植のための評価におよび/除外基準に基づいて承認されたIRBプロトコルごとの患者を確認。 注：選択基準でのオーラを持つ被験者が含まれるように、患者の最善の利益である。オーラの患者は、彼らが発作を持ってしようとしていること、研究者に通知することができます。必要な予防措置をとるために、研究者と患者の時間を与える（臨床スタッフに通知するために発作警報を押し、邪魔にならないようにすべての機器を引っ張る）。しかし、被験者が補充される場合、オーラを持たない患者の入力デバイスは、容易に患者の領域から除去できることを確認し、スタッフは研究機器およびプロトコルが認識される。 </li><li> IRBに従っていずれかの研究活動の前にインフォームドコンセントを取得します。インフォームド·コンセントの間に、参加は完全に任意であり、決して患者の臨床ケアに影響を与えることを強調し、研究を説明する。そこに私多くの場合sの直射患者への利益と参加する意欲が利他的である。 </li><li>常に患者さんの権利とプライバシーの尊重を維持します。自分の情報が匿名や機密のままで患者を思い出させる、彼らはありません結果の下の任意の時点で研究への参加を中止する場合があります。 </li><li>患者看板を持っているし、彼または彼女は理解し、研究に参加することに同意する場合は、インフォームドコンセントとデート。のままのコピーが、レビューする患者が残されている。彼らはどんな質問や懸念は、PIに連絡する患者を奨励すべきである。 </li></ol> 2行動システムセットアップ<ol><li>部屋に機器を持って来る前に、十分な患者の部屋のスペースのほか、必要に応じてコンセント（2）へのアクセスがあることを確認してください。 </li><li>すべての機器との配線がセットを迅速化する準備ができていることを確認してください。行動システムは、FDAが続きの対象とすることができ、ロボットアームを（承認済み含みROLタスク中のカーソル）、ラップトップコンピュータは、行動プログラム、タスク刺激を提示するためのモニタ、および電気生理学的および行動データを格納するためのデータ収集システムを制御する。 注：自分の研究の特定のニーズを満たすために必要な変更を加えます。例えば、患者インターフェースの代わりに、ロボットアームのボタンボックスを使用します。 </li><li>患者が現在のタスクを完了するために適切な方法で配置されていない場合は、腕をリクライニングチェア（または床）に患者を支援する、それらは発作を有するべきである。 注：これは、グループは患者と対話する方法を、何が起こっているかを知らせるために、監視ユニットのすべてのメンバーとなど研究デザイン、設備を議論する良いアイデアであり、その可能性のある潜在的な問題生じる。 </li><li>患者の準備ができたら、部​​屋に行動システムを持参し、行動システムやロボットアームをブートアップを開始します。 </li><li>デジタルイベントマルケを接続します時間に順番に電気生理学的収集システムのDCチャンネルに対する行動コンピューターからR出力は、行動イベントマーカーで記録SEEG信号をロックします。 注：このセンターで臨床収集システムと干渉しない研究目的のために指定された別個の電気生理学的収集システムがある。しかしながら、適切な担当者と協力して臨床収集システムを使用することが可能である。すべての努力は、臨床的買収を混乱させないようにする必要があります。 </li><li>ロボットアームを較正し、それがこのような運動の範囲は、患者にとって快適であることを置きます。別のインタフェース·デバイスを使用する場合は、機器が正常に動作しており、使用の対象とするために快適に位置していることを確認してください。 </li><li>ロボットアームを使用している間、緊急停止ボタンは、行動タスク全体の研究者で簡単にアクセスできますことを確認してください。発作の場合には、緊急停止ボタンである押されて、彼らは自分たちに害を与えないように、機器は、患者から引き離されている。さらに、当社は、発作が発生した場合に、患者からの除去を容易にするためのロボットシステムに付属のベルクロストラップを使用しないでください。 注：この例では、行動リグのパラレルポートは、パラレルポートケーブルを使用して取得システムのデジタル入力ポートに接続されている。そのようなロボットアームのX＆Y位置などの追加のアナログ信号が同時に記録されます。 </li></ol> 3行動タスク<ol><li>インタフェース装置のセットアップリグとキャリブレーションの完了後に患者にタスクを説明してください。 </li><li> 「戦争」の子供のカードゲームに似た行動タスクを使用します。そのカードは、コンピュータのカードよりも大きいかどうかの賭けをするために患者情報を確認して下さい。賭け金の選択は、それらのカードの相対値の患者の認識に基づいている。 Tを簡素化唯一のスーツのカードを使用し、2、4、6、8、10奇数カードにデックを制限することによって、その後の分析のために尋ねる。 </li><li> 350ミリ秒のため、画面上の固定のキューを表示します。患者がタスクを開始するために、固定マークの上にカーソルを保持していることを確認してください。 </li><li>千ミリ秒のための刺激を表示します。患者は伏せて横に、コンピュータのカードと自分のカードを見ることができるようにします。 </li><li>カード消失の後、自分のカードに基づいて、5ドルや20ドルのいずれかを賭けるために患者を求め、2つのオプションが表示ゴー·キュー（&lt;5000ミリ秒）を示している。自分が選んだ賭けの上に、ロ​​ボットアームを使用してカーソルを移動させることで賭けをするために患者情報を確認して下さい。位置に基づいて偏りのないことを確認するために裁判に試験から賭け位置をランダム。 </li><li> （ - 1,250ミリ秒1,000）コンピュータのカードの啓示に続く500ミリ秒の遅延（空白画面） - 賭けが選択された後、250に注目してください。 、裁判が勝利したかどうか、成果（千ミリ秒）を守って失う、または描き、どれだけ勝ったか失われた。 </li><li>彼らは彼らのパフォーマンスに自信を持っていると何の質問がなくなるまで、患者が練習できるようにします。 </li></ol> 4。データ収集<ol><li>患者が準備ができたときに、データを記録し、研究（または臨床）取得システムの設定が適切に選択されていることを確認。 </li><li>録音中に、最小限にバックグラウンドノイズを維持するために部屋の照明やテレビの電源をオフにします。さらに、このような、彼らの足をタップ話したり、自分の足を振っとして行動を控えるように患者に尋ねる。 </li><li>タスクを開始し、作業を行う患者を記録。 30分間のタスクを実行するために対象として下さい。ロボットアームシステムのサンプリングレートは1KHzであり、SEEG記録方式のものは、2キロヘルツである。 注：この期間は、他のパラダイムでは異なる場合があります。 </li></ol> 5。データ解析<ol><li>最初に、その患者のフォーマを確保するために記録されたSEEGデータをデ識別するンは、機密のままであり、彼/彼女のデータが匿名で送信されていること。 </li><li>術後のCTや術前のMRIから電極位置の座標を取得します。 </li><li>行動のタスクからの利益のデジタルタイムスタンプを持つ神経生理学的録音を合わせます。 </li><li>イベント依存の脳活動の調節を分析する信号分析方法を適用する。 注：この研究では、事象関連SEEG信号のパワースペクトル密度（PSD）はChronuxのマルチテーパツールボックス26,27を用いて計算した。各試験のデータは、関連するイベント（時間ゼロ）に対して整列し、計算されたPSDは、基準PSDに対する各周波数ビンに正規化した。 </li></ol>

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</ol>

著者らは、開示することは競合がない。

彼らは行動のタスクに従事ようにここでは、ヒトでの頭蓋内電気生理学的研究を行うための方法を提示してきた。この方法論とその簡単な順列は、人間の動きや認知を研究するために重要である。本質的に任意の技術に利点と欠点が存在する一方で、頭蓋内電極から記録する他の電気生理学的およびイメージング技術に優る利点を有する。主な利点の二つのより良好な制御および行動タスクの設計で高品質のデータを収集する能力である。 頭蓋内電極記録は、行動タスクの間の脳活動を測定するために使用される他の方法に勝る多数の利点を有する。すなわち、研究の大部分は、高い空間カバレッジの利点が、（ - 1.5秒、1のオーダーの）限られた時間分解能を提供するなどのfMRIやPETなどのイメージング技術を用いて行われている。そのようなものとして、これらの研究は著しく見積もるベースラインの状態に対する活性の変化として、脳機能と行動の特定のコンポーネントに動的処理の相対的な現実的な推定値を提供することはできません。脳内の深い生成されたMEGの研究は、一方で、（&lt;1秒）より良好な時間分解能を有するが、空間的カバレッジは、皮質のターゲッ...

てんかんは神経細胞のグループからの過度の放電に起因する慢性再発性の発作によって特徴づけられる、最も一般的な脳疾患の一つです。てんかんは世界中で約50万人が罹患し、てんかんを持つすべての患者の約40％が完全に薬物療法1によって制御することができない難治性てんかん発作を持っている。ローカライズおよび外科的に除去または切断されている - 発作の発生（EZてんかんゾーン）を担当する脳領域があれば手術が発作フリーな状態になることがあります。 EZ、可能な皮質及び皮質下の雄弁な領域との近接性の解剖学的位置を定義するために、非侵襲的なツールの配列を使用することができます。発作記号学の分析、ビデオ·頭皮脳波の記録（発作と発作の記録）、神経心理学的検査、磁図（MEG）とMRI 2。非侵襲的なデータはpreciselするのに不十分である場合には雄弁な皮質及び皮質下領域または多焦点発作の可能性がある場合には、慢性侵襲的モニタリングが3,4必要な場合がありますの早期関与の疑いがあるとき、yは、仮想的なEZの場所を定義します。 複数の奥行き電極が三脳内に配置される硬膜下グリッドおよびストリップ、脳の表面上に配置された電極と、ステレオ·脳波（SEEG）を含んでいてもよいEZの位置および境界を定義するための慢性侵襲的なモニタリングの方法次元的。硬膜下頭蓋内記録は、当初、ペンフィールドと同僚がして、その気脳写びまん性脳萎縮5が開示され、旧左側頭-頭頂骨折患者における硬膜外単一の接触電極を使用し、1939年に報告された。 1980年代の間に複数のパブリケーションが彼らを実証した後に続いて、硬膜下グリッドアレイの使用は、より普及するようになった安全性と有効性6。 SEEG法が開発され、普及し、フランスでジャンTailarachとジャンBancaudによって50年代に、ほとんどの耐火焦点てんかん7-9における侵襲マッピングのための選択の方法として、フランスとイタリアで使用されてきたし。 SEEGの原理は、発作記号学と相関して脳内のその主な原理としててんかん放電の3次元空間 - 時間的組織をとり解剖·エレクトロ·臨床相関関係に基づいています。移植戦略を考慮にてんかん様活動の主な組織と発作の伝播に関与して仮想的なてんかんのネットワークを取る着床前仮説に基づいて、電極配置と、個別化されている。いくつかのヨーロッパや北アメリカの最近の報告によると、SEEGの方法論は、深い皮質と皮質下の構造は、複数の連続していないLOから正確な録音を可能にしますBES、及び二国間の探査は、大きな開頭10-15の必要性を回避しながら。その後、術後のイメージが移植された電極の正確な解剖学的位置を取得するために取られる。その後、モニタリング期間の開始とは、患者が移植された電極から発作および発作活動を記録するために1〜4週間の期間のために病院に留まる。そこには追加された危険がなく、患者は、典型的には日常的なモニタリング期間から歓迎猶予として調査研究を見て、このモニタリング期間は、事象関連SEEG分析を用いて脳機能を研究するための適切な時間である。録音は、頭蓋内電極から獲得するだけでなく、てんかんの患者の改善された評価とケアに不可欠であるが、追加的に行動パラダイムの間に人間の脳の活動を研究するための例外的な機会を提供しています。 いくつかの研究者はすでにから侵襲録音を研究する機会を実現していますてんかん患者。 Hill ら。機能的皮質マッピング16のために患者からelectrocorticographic（ECOG）信号を記録するための方法論について報告した。 ECOG記録は、モータ言語のカップリング17に洞察力を提供してきました。移植された深さの電極を有する患者は、18と動き19の学習、メモリ内の脳の振動を研究するためのナビゲーションタスクを実行しました。深電極の録音はまた、海馬の誘発活動20、デフォルトモードネットワーク21内の神経活動、および感情的な処理22の時間的コースとしてそれ以外の場合は達成不可能な時間分解能でのパラダイムを研究するために使用された。 Hudryらは23に一致する短期嗅覚刺激のために彼らの扁桃体に移植SEEG電極を持っていた側頭葉てんかんの患者を調査した。別のグループは、そのような手の屈曲または健康BRAI手や足の一方的な動きのような単純な四肢の動きを研究している移植さSEEG 24,25とてんかん患者からn個のサイト。 上記の研究は、関連文献の非常に多様なコレクションのごく一部である。学び、人間の脳は、行動タスクおよび頭蓋内の記録の組み合わせを使用して、どのように機能するかを理解するために克服できない可能性が存在する。この目標を達成するための他の方法がありますが、頭蓋内記録は、高い時間および空間分解能だけでなく、より深い構造へのアクセスを含むいくつかの利点を有する。著者らは、行動のタスクの間に頭蓋内電極を有する患者から記録するための一般的な方法論を記述することを目指しています。しかし、いくつかの抑止力や障壁を正常介護を受けている患者で臨床研究を完了することがあります。本研究の限界、交絡効果、意義も特定され、検討されます。

<table><tbody><tr><td>InMotion ARM</td><td>Interactive Motion Technologies</td><td>InMotion Arm</td><td><a href="http://interactive-motion.com/inmotion-arm-the-new-standard-of-care/">http://interactive-motion.com/inmotion-arm-the-new-standard-of-care/</a> 当研究室で使用している機器は、他の機器を使用してデータを収集できます</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>Mathworks Inc</td><td>MATLAB</td><td><a href="http://www.mathworks.com/">http://www.mathworks.com/</a> Monkeylogic</td></tr><tr><td>Data Acquisition Toolbox</td><td>Mathworks Inc</td><td>Data Acquisition Toolbox</td><td><a href="http://www.mathworks.com/products/daq/">http://www.mathworks.com/products/daq/</a> Monkeylogic</td></tr><tr><td>Image Processing Toolbox</td><td>Mathworks Inc を実行するには、バージョンr2007b以降が必要です。</td><td>Image Processing Toolbox</td><td><a href="http://www.mathworks.com/products/image/">http://www.mathworks.com/products/image/</a> Monkeylogic</td></tr><tr><td></td><td>Monkeylogic Wael Asaad and David Freedman</td><td>Monkeylogic</td><td><a href="http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/">http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/</a> 無料ダウンロード, Chronux を実行するには MATLAB が必要です</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>メダメトリクスLLC&nbsp;</td><td>Data Processing Toolbox</td><td><a href="http://www.chronux.org/">http://www.chronux.org/</a</td></tr><tr><td>>Brainstorm</td><td></td><td>MEG/EEG Analysis Application</td><td><a href="http://neuroimage.usc.edu/brainstorm/">http://neuroimage.usc.edu/brainstorm/</a></td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Dell</td><td>Latitude E5530</td><td><a href="http://www.dell.com/us/business/p/latitude-e5530/pd?ST=dell%20latitude%20e5530&dgc=ST&cid=263756&lid=4781504&acd=12309152537461010">http://www.dell.com/us/business/p/latitude-e5530/pd?ST=dell%20latitude%20e5530&dgc=ST&cid=263756&lid=4781504&acd=12309152537461010</a></td></tr><tr><td>NIカード</td><td>ナショナルインスツルメンツ</td><td>NI USB-6008</td><td><a href="http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201986">http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201986</a> 12ビット、10 kS/秒、低コストマルチファンクションDAQ</td></tr></tbody></table>

頭蓋内電極を有する被験者に行動タスクの実行

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

ステレオ脳波（SEEG）電極、硬膜下グリッドや深さ、電極のインプラントを持つ患者は、発作焦点と雄弁分野の局在化のための彼らの脳の異なる領域に移植された電極の多数を持っている。脳の病理学的な領域が発見され、場合によっては切除されるまでは、移植後、患者は病院に残しておく必要があります。行動パラダイム任意の数の行動を導く神経相関を明らかにするために行うことができるので、この時間の間に、これらの患者は、研究コミュニティにユニークな機会を提供しています。被験者は意思決定と報酬エンコーディングを評価するために設計された行動のタスクを実行するようにここでは、頭蓋内インプラントからの脳活動を記録するための手法を提案する。頭蓋内電極からのすべての電気生理学的データは、一度に単一の機能に関与する多くの脳領域の検査は行動に関連するスケーリングを可能にし、行動タスク中に記録されている。さらに、および動物実験とは異なり、ヒト患者は、同じ被験体またはコントロールを実行するための複数のタスクを実行する能力を可能にする、迅速に行動さまざまなタスクを学習することができる。人間の脳機能を理解するためのこの技術の多くの利点にもかかわらず、罹患組織から環境因子、鎮痛効果、時間の制約や内容などこれから説明方法論的な制限もある。この方法は、容易に頭蓋評価を実行する任意の機関によって実施されてもよい。直接行動中に人間の脳機能を調べる機会を提供する。

これらの結果では、第二次のタスクを演奏一つの主題で捕捉辺縁系からSEEGデータの分析を提示する。大脳辺縁系（ 図1） - （150Hzの40）変調私たちは、戦争、タスクのさまざまな側面が重要なγ帯域を呼び起こすことを実証することができます。にかかわらず、タスク有事の、視覚野における、高速なレイテンシーの画面の結果上のオブジェクトのプレゼンテーション（〜200ミリ秒）の広帯域応答を見られるように。また、報酬期間中の応答の持続時間と報わ裁判に比べて報わ試験のための誘発反応の力との間の電位差の差があるように見える。これとは対照的に、下前頭回のみ報酬が発生試験で変調される。この変調は、報酬情報が処理されていた期間を示唆し、待ち時間（〜500ミリ秒）になりました。報酬関連の応答性のこの部分の機能と一致している皮質は、下前頭回は、意思決定や報酬、評価28に関与していると考えられているように。 この分析では、それは活性のこのバンドが認知処理29を表していると考えられるように、ガンマ帯域範囲内の電気生理学的データの周波数...

頭蓋内電極を移植した患者は、患者が行動のタスクを実行している間、脳の複数の領域からの神経学的データを記録するためのユニークな機会を提供する。ここでは、この患者集団へのアクセス権を持つ他の機関では、再現することができ植え込ま患者から記録する方法を提示する。

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

次の実験の全体的な目標は、カードゲームの戦争をプレイすることで、脳が意思決定をどのようにエンコードするかを評価することです。これは、臨床目的で外科的に埋め込まれた複数の頭蓋間電極からの脳活動を記録しながら、患者に意思決定ゲームをプレイさせることによって達成されます。2 番目のステップとして、データをオフラインで分析して結果を解釈します。パワースペクトル解析に基づいて、大脳辺縁系における有意なガンマバンド変調を示す結果が得られます。この手法が FMRI、PET、MEG などの他の手法と比較した場合の主な利点は、高い空間分解能と時間分解能の両方を提供するのに対し、他の手法はどちらか一方しか提供しないことです。したがって、この方法は、認知を含む e 運動制御、および脳の接続性に関するいくつかの重要な質問に答えるのに役立ちます。これらの実験を行う際には、柔軟性と忍耐力の両方を持つことが重要です。患者は食事をとる必要があるかもしれないので、彼らは発作を起こす可能性のある臨床予約を持っているかもしれません。この方法は、脳が意思決定をどのようにエンコードするかについての洞察を提供するように設計されています。また、言語機能や運動記憶など、さまざまな脳機能にも適用できます。私たちがこのような体験を行っているのは、SEGとも呼ばれる喉と技術を埋め込む患者が多数いるからです。ですから、発作を局所化するために、これまで移植されなかった領域を移植し、その領域を研究する機会を利用することができます。また、このユニークで非常に興味深い研究を行っているのは、頭蓋内電極の移植を考慮して難治性てんかんの患者を評価することから始めます。患者が侵襲的手術の有力な候補である場合は、患者の既存のMRI、PET、Meg、および発作の病理を分析して、電極の配置を最適化します。次に、包含基準と除外基準に基づいて、承認された IRB プロトコルに従って適格な患者を特定します。その後、クリニックで患者と面会し、書面によるインフォームドコンセントを取得します。研究活動の前に。被験者に研究を説明し、参加は厳密に自発的であり、臨床ケアに決して影響を与えないことを強調します。また、患者に、自分の情報は匿名で機密のままであり、いつでも研究への参加を中止できることを伝えてください。何の影響も及ぼさず、行動システムには、FD、患者との対話のための承認されたロボットアーム、行動プログラムを制御するラップトップコンピュータ、患者にタスク刺激を提示するためのモニター、および最初に機器を患者の部屋に持ち込む前に電気生理学的および行動データを保存するためのデータ収集システムが含まれ、十分なスペースが利用可能であり、必要なコンセントへのアクセスがあることを確認します。また、すべての機器とワイヤーがセットアップを迅速化する準備ができていることを確認してください。患者の準備ができたら、行動システムを部屋に持ち込み、行動システムとロボットアームの起動を開始します。ビヘイビアコンピュータからのデジタルイベントマーカー出力を電気生理学的取得システムのDCチャネルに接続します。これにより、記録されたステレオ脳波信号が動作イベントマーカーでタイムロックされます。ここに示すように、研究目的用に指定された別の電気生理学的取得システムを使用するのが最善です。次に、ロボットアームをキャリブレーションし、患者にとって可動域が快適になるように配置します。すべての機器が設置されたら、発作が発生した場合に患者が自分自身を傷つけないように予防策を講じてください。タスク中は、行動タスク全体を通じて研究者が非常停止ボタンに簡単にアクセスできることを確認してください。リグのセットアップとインターフェースデバイスのキャリブレーションが完了したら、患者に行動課題を説明し、患者に課題を練習してもらいます。私たちは、子供のゲーム戦争に似た行動課題を使用しました。患者に、自分のカードがコンピューターのカードよりも大きいかどうかについて賭けをするように依頼します。そこで、前にコンピュータと対戦するゲームをします。つまり、このタスクでは、基本的には、コンピューターを打ち負かそうとする子供向けの戦争ゲームのようなものです。しかし、この場合、それを簡単にするために、フェイスカードの代わりに2枚のカード、4枚のカード6、8、10枚のカードを使用し、ゲームの仕組みを使用します。勝つと思うなら、高い賭けをします。負けると思ったら、低い賭け金を賭け、このロボットアームを動かして画面上のターゲットに命中させることで賭けをします。そして、勝てば、勝てば、お金も勝ち取る。負けたらお金も失う。賭け金の選択は、カードの相対的な価値に対する患者の認識に基づいています。1つのスートのカードのみを使用し、デッキを2、4、6、8、10の番号付きカードに制限することで、ゲームを簡素化しました。タスク中。固定キューを画面に 350 ミリ秒表示します。患者がカーソルを固定マークの上に保持してタスクを開始することを確認します。次に、刺激を1000ミリ秒間提示する必要があります。患者が自分のカードを表示し、その隣にコンピューターのカードが下向きになるようにします。カードの消失後。患者にカードに基づいて5または20を賭けるように求める2つのオプションを表示するゴーキューを表示します。患者に、選択した賭けの上にロボットアームを使用してカーソルを動かして賭けをするように依頼します。賭け金のポジションを試行ごとにランダム化して、ポジションに基づくバイアスがないことを確認します 賭け金が選択された後、遅延が発生し、その後にコンピューターのカードが明らかになるはずです。トライアルが勝ち、負け、引き分けのいずれであったか、およびいくら勝ったか負けたかを観察します。患者が自分のパフォーマンスに自信を持ち、タスクについて疑問がなくなるまで練習してから録音してください。まず、集録システムの設定が適切に選択され、保証されていることを確認します。患者の準備ができたら、録音中のバックグラウンドノイズを最小限に抑えるために、部屋の照明とテレビをオフにしてください。さらに、患者に足を叩いたり、話したり、足を振ったりするなどの行動を控えるように依頼してください。次に、タスクを実行している患者を記録しながらタスクを開始します。患者様に30分間、この作業を行っていただきます。ロボットアームシステムのサンプリングレートは1キロヘルツ、SEEGレコーディングシステムのサンプリングレートは2キロヘルツである必要があります。取得セッションの後、最初に記録されたSEEGデータを匿名化してデータを分析して、患者の情報の機密性が保たれ、データが匿名で送信されることを確認します。次に、術後CTと術前MRIから電極位置の座標を取得し、最後に信号解析法を適用して、イベント依存性の脳活動調節を分析します。ここでは、戦争タスクの3つの異なるエピックに対する活動のパワースペクトルを見ることができます。1行目は下前頭回の活動を示し、2行目は視覚野の活動を示しています。各列のグラフのゼロ倍は、ベットオプションの出現、正の報酬の出現、および負の報酬の出現を表しています。被験者が賭けをするとき、下前頭回はその活動を大きく変えません。対照的に、関連する視覚野は、命令の約125ミリ秒後に開始する60〜100ヘルツの周波数範囲で有意な変化を示します。被験者がハンドに勝つと、下前頭回の40〜50ヘルツの周波数帯域で大幅な狭帯域変調が行われます。約250ミリ秒後、再び、視覚野の仲間は、60〜100ヘルツの周波数範囲で有意な変化を生じ、約125ミリ秒から始まる。指導後。ここでは、被験者は手を失っています。風の手とは異なり、下前頭回は反応しませんが、連想視覚野は再び大きな変化を遂げます。したがって、この手順を試みるときは、常に患者の機密性、患者の快適さを維持し、患者が参加しないことを選択した場合は患者の希望を尊重する必要があることを覚えておくことが重要です。この手順のいつでも 手順に続いて、脳のコミュニケーションの正確な性質を調査するために、データを複数の方法で分析できます。したがって、データを使用して多くの異なる仮説を検定できます。これらの実験で収集したデータは、神経科学者だけでなく、行動科学者や計算科学者など、さまざまな科学者が利用することができます。このビデオを見た後、SEEG電極を埋め込んだ患者で行動タスクを実行できるようになるはずです てんかんモニタリングユニットでは、タスクの設計を変更して、人間の行動や病気のさまざまなモードを研究することができます。最初は、すべてを設定し、患者を選択し、正しいタスクを取得するのは少し難しかったですが、最終的には非常に生産的な日でした。

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Research

JoVE Journal

Behavior

行動

脳深部刺激の手術は目を覚まし、人間の脳内の情報の符号化を検討するユニークな機会を提供しています。この記事では、同時にそのようなEMG、シングルユニット神経活動および/または局所電場電位などの生理学的データを取得しながら認知と行動のタスクを実行するために使用される術中の方法を説明します。...

脳深部刺激術を受けた覚醒ヒトにおける術中行動作業

このビデオは、注意ベースの視覚刺激テスト中に脳波計(EEG)と脳深部刺激(DBS)電極を使用して皮質および皮質下のニューロン活動を記録するプロセスを示しています。...

電極システムを用いた皮質および皮質下ニューロン活動の記録

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。...

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、

現在のプロトコルは、局所的な電位と非侵襲的な脳皮質活動(EEG)の同時神経生理学的記録により、大脳基底核の認知感情機能を評価することを目的としています。この手順は、感情的な意味合いを持つ音声刺激を含むパラダイム、または認知制御を含むフランカー課題の使用によって例証されます。...

認知の評価とヒトにおける感情的な関数の組み合わせ侵襲性皮質下および非侵襲性の面神経生理学レコーディング

この手順では、等電脳の状態で、その結果、生理学的に関連する脳の状態の間、継続的な電気的活動の完全な廃止後に単一ニューロンからの長期的なin vivoでの細胞内記録を行います。動物の生理学的定数は慎重に人工的な昏睡状態への移行中に監視されています。...

等電点電気泳動脳の状態の誘導は、神経細胞の興奮に内因性シナプス活性の影響を調査するために、<em&gt;インビボ</em

このプロトコルでは、恒久的な帽状電極ソケットと齧歯動物に注入された胸電極の手術のセットアップについて説明します。ソケットに 2 つ目の電極を付けてそのまま頭蓋骨を介して警告動物のモーター...

警告齧歯動物で経頭蓋脳の電気的刺激

この詳細なプロトコルは、自由行動ラットの経頭蓋電気刺激の短期および長期効果を調査するために、側頭骨に経頭蓋刺激電極配置をについて説明します。...

慢性的な経頭蓋電気刺激およびラットの皮質内の記録

我々 はラットの運動皮質の微小電極注入が即時かつ持続的な運動障害を引き起こすことを示しています。方法が提案電極注入手術と罰金または総モーター機能の運動野への注入による損傷のための潜在的な変化を明らかにする 3...

ラット皮質運動野の微小電極注入による機能的障害を評価するためにテスト行動の齧歯動物

頭蓋外刺激の用量反応曲線を脳電界測定と関連するバイオマーカー-脳血流の観点から評価するためのプロトコルについて説明します。このプロトコルは脳への侵襲的な電極の配置を含むので、全身麻酔が、制御された呼吸よりもむしろ自発呼吸が好まれる必要である。...

麻酔マウスにおける頭蓋外刺激電極の配置と脳血流および頭蓋内電界の測定

このプロトコルは、マイクロコントローラーベースのビヘイビアボックスを提供し、ボックスの下のセンサーから加速度データを収集することにより、プリパルス阻害(PPI)を評価します。このデータは、社会的に隔離されたラットの感覚ゲーティング障害を評価し、行動障害に関する神経生理学研究を進めるために、データをニューロン活動と同期させる方法が追加されています。...

精神動物モデルにおけるプレパルス阻害と神経活動を評価するための行動ボックスの開発

学ぶ頭蓋内電極を用いた意思決定タスクの神経活動記録法。カードゲーム中の脳活動を高時空間分解能で解析し、認知・運動制御の神経メカニズム解明に貢献する革新的な手法です。

頭蓋内電極を有する被験者に行動タスクの実行

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