외과 훈련 Neocortical Microelectrode 배열 포름알데히드 고정 인간 수 색 모델을 사용 하 여 이식에 대 한

요약

우리는 포름알데히드 고정 인간의 시체 신경외과 인간의 뇌의 피 질에 microelectrode 배열에의 이식에 대 한 교육을 지원 하기 위해 사용 되는 절차를 설계.

초록

이 프로토콜에서는 인간의 뇌의 피 질에 microelectrode 배열에의 이식에 대 한 훈련에 외과 지원 하기 위해 절차를 설명 합니다. 최근 기술적 진보에는 인간의 뇌의 피 질에 여러 개별 뉴런의 활동을 기록 수 있는 microelectrode 배열의 제조 수 있게 되었습니다. 이 배열에 건강과 질병에 있는 대뇌 기능의 신경 상호 독특한 통찰력을가지고 가능성이 있다. 또한, 식별 지 신경 활동의 디코딩 뇌-컴퓨터 인터페이스를 구축 하는 가능성을 엽니다 및 따라서 손실된 신경 기능을 복원 도움이 될 수도. Neocortical microelectrode 배열의 주입은 위에 centimetric craniotomy 및 대뇌 피 질의 표면;의 노출 침략 절차 따라서, 절차는 적절 하 게 훈련 된 신경 외과의 의해 수행 되어야 합니다. 외과 훈련을 위한 기회를 제공 하기 위해 우리가 인간의 시체 모델에 따라 절차 설계 되었습니다. 포름알데히드-고정 인간의 시체를 사용 하 여 머리, 해골, meninges의 거시적인 구조를 유지 하면서 동물 (특히 비 인간 영장류) 외과 연습의 실용적인, 윤리 및 재정 어려움을 무시 하 고 대뇌 표면 그리고 현실, 수술 실 같은 위치와 계측. 또한, 인간의 시체를 사용 하 여 비 인간 모델 보다 임상 매일 연습에 가까운 이다. 싱가포르로 시뮬레이션의 주요 결점은 대뇌 맥의 및 혈액 및 중추 순환의 부재. 인간의 시체 포름알데히드 고정 모델은 microelectrode 배열을 살아있는 인간의 피 질에 이식 하기 전에 적절 한 수술 훈련 되도록 적절 한 실용적이 고 비용 효율적인 접근 하는 것이 좋습니다.

서론

최근 몇 년 동안 생활에 여러 개의 개별 뉴런의 활동을 기록의 도전 기술 솔루션의 개발 본 뇌^1,2,3. 실리콘 기반 microelectrode 배열 신호 속성 측면에서 기존의 와이어 microelectrodes을 비슷하게 수행 하 고 수십에서 수백 개의 뉴런 대뇌 조직^4,5, 의 작은 패치를 기록할 수 있습니다. ^{6 , 7}. microelectrode 배열 팔 움직임⁸차례로 뇌-컴퓨터의 개발에 후원을 제공 했다와 원숭이의 기본 모터 피 질에서 신경 활동 간의 관계를 설정 하는 과학자 허용 인터페이스 (BCIs)⁹.

Microelectrode 배열 두 가지 상황에서 인간이 사용 되었습니다: 제어 BCIs에 만성 이식 하 고 세미 만성 이식 환자의 간 질 고통에서 개별....

프로토콜

이 작품에 사용 되는 인간의 시체는 의학 교육에 대 한 몸 기부금의 프레임 워크에서 제공 되었다. 바디 기부에 대 한 동의 기증자의 수명 기간 동안 서 면으로 얻은 것입니다. 연방 및 cantonal 법률에 따라 윤리 위원회에 의해 검토 필요 했다.

참고:이 프로토콜 가정 연습 수술을 수행 하는 사람은 교육 및 표준 신경외과 절차에 전문 신경외과 환자 포지셔닝 및 머리 고정 craniotomy, durotomy를 포함 하 여 봉합 합니다. 도구 및 장비 microelectrode 배열에 특정 표준 신경외과 도구와 장비 사용 됩니다.

1.의 선택 시신과의 수술 실 설치

1. 머리, 두개골과 뇌에 부상 또는 질병의 역사 없이 견본을 선택 합니다.
   1. 필요에 따라 아무 상당한 intracranial 병 변 (그림 1A), 예를 들면 만성 경 혈 또는 내부 축 광대 한 병 변은 되도록 시체의 머리의 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 검사를 수행 합니다. CT 검사를 사용 하 여 식별 (예: "손으로 손잡이" 영역에 해당 하는 기본 모터 피 질²⁷, 훈련의 경우 손의 표현 precentral....

결과

우리의 프로토콜 현실, 또는 같은 환경에서 대뇌 피 질에 microelectrode 배열 이식의 수술 절차를 연습 하는 외과 수 있도록 포름알데히드 집착 하는 인간 수 색 모델을 사용 합니다. 사후 neuroimaging 머리 CT, 등을 수행 하는 옵션이 어떤 중요 한 intracranial 병 변 (그림 1A)의 부재를 확인 및 이식 사이트의 선택과 수 있습니다. 전체 표본 작업 및 운영 테이블에 수술에 대 한 설정 훈련 절차 (그림 1B-1 C)의 현실감을 증가 시킵니다. 포름알데히드 고정 색, 질감 및 신체 조직의 강성에 다소 변경, 비록 neocortical 표면 (피부 절 개, craniotomy 및 durotomy)를 노출 하도록 수술 절차의 각 단계 수행할 수 있습니다 쉽게 표준 신경외과 연습 (그림 1D 및

토론

인간의 시체 포름알데히드 고정 모델 및 여기에 설명 된 수술 프로토콜 복제 인간의 대뇌 피 질에 microelectrode 배열 이식의 수술. Microelectrode 배열 및 공 압 삽입기와 그것의 삽입의 위치를 포함 하 여 절차의 각 단계는 대뇌 맥 예외와 함께 실제 환자에서 거의 동일한 방식에서 진행 되며 순환 결 석. 프로토콜에 중요 한 단계는 neocortical 표면 및 공 압 삽입기를 사용 하 여 피 질으로의 impaction microelectrode 배열의 정렬 합니다. 주의 해야 가능한 대뇌 피 질의 표면에 평행으로 배열을. 경우에서 배열 공 압 삽입기의 첫 번째 탭 후 neocortical 표면 플러시 거짓말 하지 않는 한 추가 탭 전달할 수 있습니다. 절차를 통해 microelectrode 배열 기계적 손상 으로부터 보호 되어야 한다. 인간에서 이식의 경우 microelectrodes, 번들 또는 커넥터에 어떤 보이는 손상을 경우 임상 조건, 환자의 배열 무시 해야 하 고 또 하나 사용 합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
메이필드 두개골 클램프	Integra LifeSciences, Cincinnati, OH	A1059
개두술용 Midas Rex MR7 시스템	Medtronic, Minneapolis, MN	EC300
Dura 가위	Sklar Surgical Instruments, West Chester, PA	22-2742
셀프 태핑 뼈 나사	OrthoMed Inc., Tigard 또는	OM SYN211806
미세 전극 어레이 및 받침대	Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT	LB-0612	모형 어레이는 요청 시 제조업체에서 구할 수 있습니다
공압 임팩터	Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT	LB-0088
64채널 전기 피질 검사 그리드	Ad-Tech Medical Instrument Corporation, Racine, WI	FG64C-SP10X-0C6	선택