Name: 정위 뇌파를 사용하여 깊은 피질의 기능 및 피질 하 구조 조사 : 전방에 cingulate 피질 수업 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min
Description: 배우세요 정위 뇌파(SEEG)를 사용하여 깊은 뇌 구조에서 전기생리학적 신호를 기록하는 방법을. 이 기술은 인지 과정과 뇌 기능을 연구하는 데 활용됩니다.

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각각의 환자가 연구 조사에 대한 적합성을 검토하고, 해당 환자가 지역 IRB 절차에 따라 연구에 참여를 동의해야합니다 있는지 확인하십시오. SEEG 연구 1. 환자 선택 <ol><li> SEEG에 대한 환자 선택 참고 : 간질 환자가 임상 적으로 epileptologists, neuropsychologists 및 신경 외과로 구성된 다 학제 팀에 의해 평가해야합니다. <ol><li> 환자가 항 간질 약물의 이상이 적절한 시험에 대응하기 실패로 정의 의학적으로 내화 초점 간질을 가지고 있는지 확인하십시오. </li><li> 비 침습적 기술이 간질 초점을 지역화하는 데 실패했는지 확인하십시오. </li><li> 환자는 경막 그리드 전극을 조사하기에 적합하지 않습니다 학제 팀과 함께 확인합니다. </li><li> 깊은 발작 발병 영역의 임상 의혹이 있음을 여러 전문 분야 팀과 함께 확인합니다. </li></ol></li> &lt;리&gt; 연구 작업에 대한 환자의 선택 <ol><li> 그 주제는 13에서 65 세 사이의 확인하십시오. </li><li> 환자에서 (있는 경우 18 세 이하 부모의 동의와 함께)의 동의 또는 동의를 얻습니다. </li><li> 대상은 작업에 참석하고 테스트와 협력 할 수 있는지 확인합니다. </li></ol></li></ol> 2. 준비 및 주입 기술 <ol><li> 제조 업체의 프로토콜에 따라, 수술 전 체적 T2 및 대비 강화 된 체적 T1의 MRI를 수행하고 정위 내비게이션 소프트웨어로 이미지를 전송합니다. <ol><li> MRI 및 발작 병소의 임상 의혹에 따라 깊이 전극 목표를 계획합니다. 참고 : 제공된 예는 BrainLab 네비게이션 소프트웨어를 기반으로하며, 따라서이 시스템에 고유합니다. 그러나, 임의의 정위 네비게이션 소프트웨어는 깊이 전극 궤도와 위치를 계획하는데 사용될 수있다. </li><li> 로 관심의 해부학 적 영역을 정의정위 네비게이션 소프트웨어의 &quot;정위 계획&quot;함수 내 목표 지점. </li><li> 예를 들어, 관심의 대상으로 액셀러레이터를 사용합니다. 그 궤도를 눌러 정의하려면 &quot;새로운 궤도를,&quot;다음 &quot;대상&quot;을 눌러 DACC을 클릭합니다. (관상면과 시상 축) 3면에 액셀러레이터를 검사하고 각 평면에서 DACC의 중간에 클릭하여 DACC의 중간에 대상을 중앙에. <ol><li> 정위 네비게이션 소프트웨어의 &quot;정위 계획&quot;함수 내 두피에 진입 점을 정의합니다. </li></ol></li><li> 예를 들어, DACC에 최단 경로로 나타나는 두피의 점을 선택합니다. 보도는 &quot;항목은&quot;엔트리 포인트를 확인하기 위해 두피에 지점을 선택합니다. </li><li> 클릭 피질 및 피질 하 혈관 구조뿐만 아니라 잠재적 인 웅변 가전을 방지하기 위해 정의 된 궤도를 수정하기 위해 &quot;대상&quot;및 &quot;항목&quot;점을 드래그rebral 지역. </li><li> 모든 계획 깊이 전극 대상 (그림 1)을 반복합니다. </li><li> 수술의 아침에 환자를 인정, 수술실에 가져다 및 일반 마취 (26, 27)에서 유도한다. </li><li> 두개골 나사를 사용하여 환자의 머리에 Cosman - 로버츠 - 웰스 (CRW) 정위 headframe를 연결합니다. </li><li> 장소에 headframe와 체적 CT를 얻습니다. </li><li> &quot;로드 및 가져 오기&quot;기능을 통해 정위 네비게이션 소프트웨어에 체적 CT 및 MRI 이미지를로드합니다. </li><li> 정위 네비게이션 소프트웨어 내에서 &quot;현지화&quot;기능을 클릭합니다. </li><li> headframe를 포함하고 &quot;로컬 라이저 할당&quot;버튼을 눌러으로 정위 네비게이션 소프트웨어에 의해 정의 된 모든 이미지를 클릭하여 CRW의 headframe 지역화. </li><li> 정위 네비게이션 소프트웨어 내에서 &quot;AC / PC 한글판&quot;기능을 클릭합니다. </li><li> 신분증자신의 해부학 적 위치에 따라 전방과 후방 commissures을 entify. </li><li> 정위 네비게이션 소프트웨어 내에서 &quot;AC / PC 시스템 설정&quot;기능을 통해 전방과 후방 commissures을 지정합니다. </li><li> 정위 네비게이션 소프트웨어 내에서 &quot;이미지 퓨전&quot;기능을 클릭합니다. </li><li> 정위 내비게이션 소프트웨어 (28, 29)의 MRI 영상과 CT 영상을 병합합니다. &quot;퓨전&quot;탭 아래에있는 한 쌍의 체적 CT와 MRI 영상에 클릭 한 다음 &quot;자동 퓨전&quot;을 클릭합니다. 참고 :이 정위 프레임 좌표 내에서 MRI를 배치합니다. </li><li> 정위 네비게이션 소프트웨어 내에서 &quot;정위 계획&quot;기능을 클릭하고 단계 2.1.2에서 계획된 궤도 확인 - 2.1.6. </li><li> &quot;정위 기능&quot;탭에서 정위 기준으로 체적 CT를 선택합니다. </li><li> t에서 &quot;인쇄&quot;아이콘을 클릭합니다아이콘 그는 수직 열은 각 깊이 전극 궤적 (30, 31)의 최종 정위 좌표를 인쇄합니다. </li></ol></li><li> 주입법 <ol><li> CT 스캔 다음 수술실에 환자를 돌려줍니다. </li><li> 준비 루틴 및 멸균 방법을 사용 32,33 수술 부위를 내리면. </li><li> 형광 투시경이 수술실에 있고 수술 부위의 나머지와 함께 드리 워진 있는지 확인합니다. </li><li> 2.1.20 단계에서 인쇄 된 정위 좌표를 이용하여, 제 headframe에 깊이 전극 용 좌표를 설정한다. 정위 좌표는 3면에 나와 있습니다 : 가로 (X), 수직 (y)를하고 전후방 (Z)를 참고. 예를 들어, 오른쪽 DACC의 대상에 대한 인쇄 된 좌표는 48.2 mm AP, 6.6 mm 측면과 2.2 mm 수직이다. headframe는 그에 따라 그 좌표로 설정됩니다. </li><li> 피부 아래 guideblock를 확장 (S) 상에 버어 구멍의 위치를​​ 표시마킹 펜으로 calp. 정위 좌표와 같은 기반 장소에 guideblock 수정, 더 랜드 마크 절개를 표시 할 필요가 없습니다. </li><li> 표시된 절개로 에피네프린의 10 만 희석 : 1에서 0.5 % bupivicaine 3 ㎖ - 2를 주입한다. </li><li> 표시된 절개로 머리를 아래로 메스와 두피에 별명을 확인합니다. </li><li> 피부 나 피하 조직에있는 혈관으로부터 출혈을 최소화하기 위해 코팅과 밀폐 관한 폴라 소작을 사용 진피 깊은 조직을 소작. </li><li> 절개의 중앙에 2.1 mm 트위스트 드릴 비트를 사용하여 버 홀을 뚫는다. </li><li> 단단한 밀폐 프로브 경질를 엽니 다. 두개골에 앵커 볼트를 조이십시오. 전극 용 트랙을 만들기 위해 앵커 볼트를 통해 미리 측정 탐침 프로브를 놓습니다. </li><li> 조심스럽게 미리 계산 된 깊이에 전극을 진행합니다. 전극을 확보하기 위해 아래 앵커 볼트 캡을 조입니다. </li><li> 모두에 대해이 과정을 반복깊이 전극. </li><li> 아래 투시기를 놓고 투시 이미지를 얻기 위해 AP와 측면면 모두에서 환자의 머리를 둘러싼 모든 전극의 적절한 배치 궤적을 보장하기 위해. </li><li> 적절한 임피던스를 확인하기 위해 임상 EEG 시스템에 전극을 연결합니다. </li><li> 회복실에 마취 및 수송에서 환자를 깨워, 이후 EMU에. </li><li> EMU에서, 임상 적 발작과 발작의 전자 기록 증거 ECOG를 통해 폐쇄 회로 모니터링을 통해 환자를 모니터링 할 수 있습니다. </li></ol></li></ol> 3. 행동 작업 및 데이터 수집 <ol><li> 행동 작업 <ol><li> 컴퓨터에서 열려 행동 소프트웨어는 행동 소프트웨어를 실행에 전적으로 헌신. MonkeyLogic, 프리젠 테이션 및 시간적으로 정확한 정신 물리학 작업 (34, 35)의 실행을 위해 설계된 MATLAB 도구 상자를 기반으로 제공하는 지침 및 SP에 포함된다 참고 :그 행동 소프트웨어 플랫폼에 ecific. 이 프로그램은 매트랩 버전 2010A에서 실행 필요합니다 &quot;데이터 수집 도구 상자를.&quot;하지만, 시각적 자극을 제시하고 사용할 수있는 전기 생리학 데이터를 기록 할 수있는 어떤 행동 소프트웨어 플랫폼을. </li><li> 동일 주파수의 네 가지 시험 유형을 포함하도록 MSIT 작업을 실행하도록 설계 조건 파일을 설정합니다. 주 : MSIT 작업은 두 개의 숫자가 &#39;방해 자극이&#39;, 동일한 하나의 번호는 0과 3 사이에서 숫자 큐로 피사체를 제시 이루어져, &#39;목표&#39;는 다르다. <ol><li> 버튼 상자의 해당 버튼을 눌러 &#39;대상&#39;을 식별 할 수있는 주제를 지시합니다. &#39;1&#39;은 대상의 경우, 왼쪽 버튼은 올바른 선택입니다. &#39;2&#39;, 가운데 버튼, 그리고 만약 &#39;3&#39;, 오른쪽 버튼합니다. &#39;0&#39;이 가능한 버튼에 해당하지 않는다 (그림 2). </li&gt; </ol></li><li> &quot;조건 설정&quot;버튼을 누르면 이전 단계에서 설정 한 원하는 조건 파일을 선택합니다. 주 : 의사 결정 과정에서 충돌을 유발,인지 장애의 두 종류가있다. 방해 자극이 가능한 때 측면에 붙인 간섭 실험 발생 (1, 2, 또는 3이 아닌 0) 버튼 선택 (예., 121), 대상 번호의 공간 위치가 대응 위치에서 상이 할 때, 공간 간섭 실험이 발생하는 동안 (예를 들어, (200) , 여기서 중간 버튼 대상 번호)가 좌측 위치에 있다는 사실에도 불구하고 정답이다. 이러한 두 가지 유형의 간섭의 유무에 기초하여 네 개의 시험 유형이있다. </li><li> 디스플레이 상자에 &quot;테스트&quot;를 클릭하여 행동 디스플레이 모니터를 테스트합니다. 3 초 - 디스플레이 모니터 2에 대한 테스트 시각적 자극을 표시해야합니다. </li><li> 데이터에 아날로그 입력받는 인터페이스 장치 (버튼 박스)를 연결컴퓨터에 수집 보드는 세 가지 표준 BNC 케이블을 통해 전기 생리학 데이터를 기록하는데입니다. </li><li> 전원 버튼 상자를 연결합니다. </li><li> 9 리본으로 리본 케이블 (512)을 통해 분리 채널 신경 신호 프로세서에 데이터 수집 보드를 연결한다. 아홉 번째 리본 데이터 수집 보드의 디지털 PFI 부에서 포트 0에 접속되어 데이터 수집 보드의 디지털 I / O 부 7 - 리본 (8)은 포트 0에 접속된다. 주 : 리본 8 비트의 디지털 마커 (포트 0-7, 디지털 I / O)를 전송 신경 신호 처리기, 및 스트로브 펄스 (포트 0을 디지털 PFI). </li><li> 신경 신호 처리 소프트웨어에 원하는 샘플링 레이트를 설정한다. <ol><li> 이 예에서, 초당 1,000 샘플 온라인 둘째, 별명 당 아래 샘플 50000 샘플 원하는 샘플링 속도를 설정합니다. 태스크의 특정 목표에 맞게 샘플링 비율을 조정한다. 서브 밀리 초 타이밍매우 높은 샘플링 속도를 필요로한다. </li></ol></li><li> 광섬유 케이블을 통해 신경 신호 프로세서에 앰프를 연결합니다. </li><li> 데이터 트리머 및 광섬유 케이블을 통해 신경 데이터 취득 시스템의 광 PCI 카드 신경 신호 처리부를 연결한다. </li></ol></li><li> 데이터 수집 <ol><li> 디지털화 처리 및 필터링을위한 채널 (512)의 신경 신호 프로세서를 포함 EM​​U위한 전기 생리학 연구 장비를 사용하여, 깊이 전극으로부터 전기 신호를 프리 - 증폭. 참고 : 실제로 처리를 위해 512 채널이있는 반면, 15 개 이상의 거기 결코 - 임상 목적으로 배치 (20) 전극. 데이터 크기와 공간 해상도로 가능한이 문제가 결코 따라서, 우리는 많은 전극에서 기록하는 것이 좋습니다. </li><li> 환자의 방에 장비를 운반 휴대용 테이블에 환자의 앞에 행동 모니터를 배치하고 행동 제어 컴퓨터에 연결표준 DVI 케이블을 사용하여 소프트웨어를 실행하는 행동. </li><li> 가능한 한 눈에 띄지 남아 뒤에 또는 위해 환자의 침대 옆에 녹음 장비를 놓습니다. </li><li> 임상 시스템에서 연구 기록을 분리 분기 상자에 연구 시스템을 연결합니다. </li><li> 신경 신호 처리 소프트웨어 (34, 35)를 제어하여 기록 파라미터. 참고 :이 시스템은 행동 이벤트 (34, 35)을 통해 서브 밀리 세컨드 제어 할 수 있습니다. 신경 및 행동 데이터 간의 동기화 작업 이벤트 또는 디지털 마커를 코딩하는 아날로그 펄스 중 하나를 사용하여 수행 할 수 있습니다. 두 신호는 아날로그로 데이터 수집 보드의 디지털 또는 아날로그 출력 또는 신경 신호 처리부에 디지털 입력 어느 하나로부터 전송 될 수있다. </li><li> 환자를 대상 인터페이스 장치 (버튼 상자를) 손 및 작업 지침을 제공합니다. </li><li> 작업을 실행 &quot;실행&quot;을 클릭합니다. </li><li> 환자에게 허용150 시험 각 2 블록을 완료합니다. </li></ol></li></ol> 4. 데이터 분석 <ol><li> 전기 생리학 데이터의 시각화를 허용 개방형 소프트웨어 패키지. 참고 : 아래 지침은 매트랩 버전 2010A 만 사용할 수 있습니다 시각화 및 전기 생리학 데이터의 조작을 가능하게하는 소프트웨어에 따라 다릅니다. </li><li> 시험 세션에서 원시 전기 생리학 데이터를 포함하는 열기 .edf 파일. </li><li> 간질 방전 또는 운동 이슈 (그림 3A)과 같은 눈에 보이는 유물이 없는지 확인하는 세션에서 SEEG 신호를 시각화. </li><li> 재판 구조를 묘사 할 수있는 방법 아날로그 펄스를 설명하기 위해 원시 LFP 추적 (그림 3B)에 행동 작업에서 타이밍 펄스를 오버레이. </li><li> 타이밍 펄스를 사용하여 각 시험 (그림 3C)에 대한 큐 프레젠테이션 SEEG 추적을 맞 춥니 다. </li><li> 이상치 (&gt; 4 표준 편차)를 제거및 이슈 추적 (그림 3D). </li><li> (그림 3E 적층 표시 20 시험) 모든 정렬 추가 분석을위한 매트릭스에서 시험을 저장합니다. </li><li> 실험에 걸쳐 평균 LFP 활성은 자극되게 관련되지 잡음, 아티팩트, 또는 EEG 활성의 효과를 감소시키기 위해, 관심 신호 (도 3f)을 증가시키기 위해. </li><li> 멀티 테이퍼 스펙트럼 분석 36-38를 사용하여 원시, 재판 평균 스펙트로 그램을 만듭니다. 주 : 시간 ​​- 주파수 분석은 단일 또는 다중 시험 걸쳐 특정 스펙트럼 - 시간 역학을 조사하기 위하여 사용될 수있다. 이 방법은 시간이 지남에 따라 서로 다른 주파수에서 신경 진동의 조사를 할 수 있습니다. </li><li> 패드 가장자리 효과를 방지하기 위해 2 번째로 큰 전력을 제로로 각 시험에서 신호. </li><li> 사양을 생성하는 신호의 지속 기간을 통해 5 테이퍼 선도와 MS (800) 및 슬라이딩 윈도우 9 매 10 ms의 시간 - 대역폭 곱 적용trogram (그림 4A). </li><li> 10 스펙트로 그램의 로그를 곱 높은 주파수 정보를 표시 정상화. 스펙트로 그램 (즉, 음의 두번째 제곱, 각 주파수 값) (도 4B), 일부 기준 활성 (도 4C)의 평균 스펙트럼 또는 평균으로 나누고 감산함으로써 이론적 주파수 분포에 의해 정규화 될 수 참고 각 주파수 대역 (도 4d)의 값의 표준 편차. 이 프로시 저는 특정 태스크에 대해 시간 변화하고 정규화 된 원시 형태 모두에서 특정 주파수 대역의 시험을 허용한다. 예를 들어, 높은 대역 감마 활성화 -도 3e에 도시되어있다 (150 Hz에서 70)은, 전극 (39, 40)을 둘러싸는 지역의 지역 인구 신경 흥분성 활성을 반영하는 것으로 생각된다. </li></ol>

저자는 공개 할 관심의 충돌이 없습니다.

본 논문에서는 SEEG는 인간의 의사 결정 작업시 DACC 내 지역 신경 인구의 활동을 조사하기 위해 사용되었다. 이전 작업은 수술 microelectode 레코딩 (14)를 사용하여 액셀러레이터에서 개별 뉴런의 활동을 조사하고 DACC 활동이 이전의 활동에 의해 변조되는 것을 보여 주었다. 미세 연구는 개개의 뉴런의 급상승 활동 조사를 가능하게한다. SEEG 뉴런의 많은 인구에 걸쳐 합산 된 시냅스 전위 관련된 LFPs을 측정한다. SEEG 따라서 동시에 여러 뇌 영역에서 신경 인구 활성을 조사 할 기회를 허용한다. 과학적 조사 질문 등 SEEG로서 임상 기술을 이용하면, 제 동작 연구 계획 맞추는 것이 중요. 해결하고자하는 문제점은 임상 환자의 발작 발병 영역을 결정하는 단계 및 Wi 포함항상 우선 것이다. 동작 계획이 임상 필요에 의해 결정되기 때문에, 항상 모든 경우와 같은 연구 문제를 조사하는 것이 가능하지 않을 것이다. 따라서, 우리는 영역이 전...

간질, 시간에 걸쳐 다수의 재발 발작을 특징으로하는 일반적인 신경 장애, 병 (1)의 전 세계적 부담 1 %를 차지한다. 환자 2,3의 30 % - 안티 간질 약물은 20 발작을 제어하지 못한다. 이러한 의학적으로 어려운 환자에서 간질 수술은 종종 4,5 표시됩니다. 수술을 진행하기로 한 결정은 발작 포커스, 수술 계획을 수립하기위한 전제 조건의 위치를​​ 필요로한다. 처음에는 비 침습적 기술은 lateralize과 발작 초점을 지역화하는 데 사용됩니다. 뇌파 전위 기록 (Electroencephalography, EEG)은, 예를 들면, 측정 피질 전기 활동은 두피에 배치 전극으로부터 기록 종종 발작 포커스의 위치에 대하여 충분한 정보를 제공 할 수있다. 또한, 자기 공명 영상 (MRI)은 예컨대 해마 경화증, 의학적으로 난치성 간질의 가장 일반적인 형태로 본 고전 병리학, 근심 t 디스크리트 병변을 입증 할 수emporal 로브 간질 (MTLE). 그러나 종종, 비 침습적 후 처리 발작 포커스를 식별 할 수 없다. 이러한 경우, 뇌내 침습 전극 electrocorticography (ECOG)는 포커스 지역화 또한 수술 6을 안내 할 필요가있다. ECOG는 뇌와 직접 접촉하여 배치되는 전극을 이용하는 경우 전기적 활동을 측정하는 데 사용하는 신경 생리 학적 기법이다. 그리드 또는 표면의 스트립 (경막) 전극은 뇌, 개두술 (뼈 플랩의 제거)과 경질의 큰 구멍을 필요로하는 프로세스의 표면에 배치됩니다. 이러한 표면 전극은 발작 발병의 추정 영역 (들)을 통해 배치 할 수 있습니다. 전극의 말단부는 피부에 작은 구멍을 통해 터널링 및 간질 감시 부 (EMU)에서의 기록 장치에 접속되어있다. EMU에서, 환자는 지속적으로 비디오 및 ECOG 녹화를 통해 임상 적 발작에 대한 모니터링됩니다. 이 기술의 전의 대뇌 피질 표면의 비교적 넓은 지역에 걸쳐 (주 일) 발작과 간기 전기 방전의 기록을 장기를 수집하는 데 유용합니다. 이 두개 녹화 발작 초점 및 전파를 조사하는 임상 적으로 매우 중요하지만, 그들은 또한 특별히 설계된 행동 작업을 진행 인간의인지 기능 및 신경 생리학을 연구 할 수있는 기회를 우리에게 제공한다. 경막 그리드 전극을 이용하는 ECOG 감각과 언어 처리 기능을 포함한 피질의 다양한 양상을 조사하기 위해 사용되어왔다. 많은 사례 중 하나로서, 보우 차드 등은 복부 감각 피질에서 음성 언어의 음절의 형성에 구강 근육의 시간 조정, 인간의 음성 감각 피질 (7)로 확인 된 지역을 보여 주었다. 또한, ECOG는 경막 그리드 배치와도 인간이 부대 할 수있는 메커니즘을 연구하기 위해 이용되고있다이른바 &#39;칵테일 파티 효과&#39;8,9 : 군중 내에서 특정 음성에 D. 두 스피커를 추적 한 &#39;변조&#39;사이트 한 &#39;선택&#39;- ECOG 녹화 동적 음성 스트림을 추적하는 두 개의 별개의 연결 밴드 저주파 위상 높은 감마 모두 별개의 프로세싱 사이트 존재하고, 그 진폭 변동이 있음을 입증 참석 토커 (5)을 추적 사이트. 경막 하 전극으로 배치 ECOG의 다른 신흥 애플리케이션은 외부 출력을 구동하기 위해 신경 활성을 &quot;디코드&quot;브레인 컴퓨터 인터페이스 (경기 지수)와 함께 사용하기위한 전위이다. 이 기술은 세계와 통신 보철 10,11 조작 심각한 뇌 또는 척수 손상 환자를 허용 할 가능성이있다. 경막 그리드 배치는 슈퍼에 대한 우리의 이해에 크게 기여하고 있지만ficial 피질과 대뇌 피질의 간질 초점을 식별하는 데 유용합니다,이 기술은 개두술 및 부수적 인 위험을 필요로하지 않습니다, 일반적으로 뇌의 외부 표면을 공부로 제한됩니다. 정위 뇌파 전위 (SEEG)는 깊은 간질 초점 (12)의 평가를 가능하게하는 기술이다. 프랑스와 이탈리아에서 사용의 긴 역사를 가진, 그것은 또한 점점 미국 (13)에 사용되고있다. SEEG 여러 전극들의 배치를 포함한다 (전형적으로 10-16) 작은 깊이 (몇 mm) 트위스트 드릴 버 홀을 통해 뇌 내 물질. 경막 그리드 위에 배치 SEEG의 장점은 덜 침습적 특성상 필요한 경우 양측 반구 검사의 용이성 및 발작 전파의 3 차원지도를 생성하는 기능을 포함한다. 또한,이 전극 표면에 전극을 식별 할 이전에 어려운 깊은 간질 병소의 확인을 할 수 있습니다. 이 절차는 또한 제공하기ES 기회는 신경 생리학 및 직접 인간 조사하기 이전에 어려운 모두 변연계, mesoparietal 피질, mesotemporal 피질 및 안와 전두엽 피질, 깊은 대뇌 피질의 구조의 기능을 조사합니다. 이 논문은 SEEG가 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질 (DACC)에인지 기능을 조사하기 위해 활용 될 수있는 방법을 보여줍니다. DACC은 널리 조사 뇌 영역이지만 또한 가장 잘 이해되지 중 하나이다. 인간의 인식에 대한 중요한 중시하여, 그것을 DACC가 환경 (14)에 의해 부과 된 지속적으로 변화하는 요구의 컨텍스트에서 결정 동적 신경 처리 중심 인 것으로 보인다. 모두 영장류 (15, 16)과 인간 (17)의 연구는 DACC는 특히 다수의 동시 충돌의 상황에서, 주어진 행동의 잠재적 인 위험과 보상을 통합 18-21, 및 m을 요구하는 것이 좋습니다이전의 행동과 그 결과 14,22,23의 맥락에서 이러한 결정을 odulates. 멀티 소스 간섭 작업 (MSIT), 스트 루프와 같은 행동 작업은 자주 DACC에서 충돌 처리를 조사하는 데 사용됩니다. MSIT 작업은 DACC (24, 25)에 의해 규제 처리의 여러 도메인에 관여하는 신경 세포를 모집하여 액셀러레이터를 활성화합니다. 이 작업은 특히 의사 결정, 표적 탐지, 참신 감지, 에러 검출, 응답 선택, 자극 / 응답 경쟁의 기능을 테스트하여 액셀러레이터를 활성화합니다. 또한, MSIT 작업은 SEEG를 사용하여 동시 충돌 자극에 DACC 신경 반응을 조사하기 위해 본 연구에서 이용되는인지 장애의 여러 차원을 소개합니다.

<table><tbody><tr><td>트리거 I/O 케이블</td><td>: Natus Medical Inc.</td><td>5029</td><td>PS2 - BNC 케이블</td></tr><tr><td>아날로그 펄스</td><td></td><td></td>용 BNC 케이블 <td>대부분의 전자 제품 매장에서 주문할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>서지 보호 및 배터리 백업 기능이 있는 멀티탭</td><td>Tripp Lite</td><td>SMART500RT1U UPC</td><td>전원 및 백업</td></tr><tr><td>National Instruments 다기능 daq 데이터 수집 상자 NI PCIe-6382 DAQ 카드</td><td>National Instruments</td><td>PCIe-6382 w/ BNC 2090A</td><td>행동 제어 인터페이스용 PCI 카드</td></tr><tr><td>맞춤형 버튼 박스 - 휴먼 인터페이스</td><td></td><td></td> <td>장치세 개의 버튼이 있는 모든 휴먼 인터페이스 장치를 사용할 수 있습니다. 또는 3개의 키보드 버튼을 사용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>Xltek 128 채널 임상 두개내 EEG 모니터링 시스템 EMU128FS</td><td>Natus Medical Inc.</td><td>002047c</td><td>임상 기록 시스템</td></tr><tr><td>시각적 자극 프리젠테이션을 위한 주제 모니터 및 관련 케이블</td><td>Dell</td><td>U2212HMc</td><td>대부분의 모니터가 여기에 적합합니다.</td></tr><tr><td>DAQ 카드가 설치된 행동 소프트웨어를 실행하는 개인 컴퓨터</td> 신경 <td>데이터 기록을위한</td><td>Superlogics</td><td>SL-2U-PD-Q87SLQ-BA</td> 컴퓨터</tr><tr><td>모니터</td><td></td><td></td> 용 주전원 케이블 <td>일반적으로 모니터와 함께 제공되며 모든 전자 제품 매장에서 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>Matlab 2010A</td><td></td><td></td>에서 실행되는 원숭이 논리 소프트웨어 <td>MonkeyLogic 웹 사이트에서 무료</td></tr><tr><td>데이터 수집 도구 상자가있는 MATLAB 2010a 소프트웨어</td><td>Mathworks</td><td></td><td>Matlab 소프트웨어</td></tr><tr><td>sEEG 전극 AD TECH 또는 PMT</td><td>AD TECH</td><td>2102-##-101</td><td>플래티넘 팁, 직경 (0.89 mm, 1 mm, 1.1 mm), 절연되지 않은 길이 2.3 mm; 카탈로그 번호의 ##은 전극의 접점 수를 나타냅니다(08, 10, 12 또는 16)</td></tr><tr><td>Cabrio 커넥터</td><td>PMT</td><td>2125-##-01</td><td>카탈로그 번호의 ##은 전극의 접점 수를 나타냅니다(08, 10, 12 또는 16)Tucker</td></tr> <tr><td>Davis Technologies 증폭기</td><td>Tucker Davs Technologies</td><td>신경 데이터용 PZ5 프리앰프</td><td></td></tr><tr><td>Tucker Davis Technologies 프로세서</td><td>Tucker Davs Technologies</td><td>RZ2</td><td>신경 데이터용 신경 신호 프로세서</td></tr><tr><td>TuckerDavis Technologies 데이터 스트리머</td><td>Tucker Davs Technologies</td><td>RS4</td><td>데이터 스트리머 및 스토리지</td></tr><tr><td>TDT 시스템을 연결하기 위한 광섬유 케이블</td><td>Tucker Davs Technologies</td><td>F05</td><td>Tucker Davis Technologies의 제품을 연결하기 위한 광섬유 케이블.</td></tr><tr><td>리본 케이블 및 디지털 마커</td><td></td><td></td> 용 스냅 직렬 커넥터 <td>ost 전자 제품 매장에서 주문할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>TDT RPvdsEx 및 OpenEx 소프트웨어를 실행하는 개인용 컴퓨터</td><td>Superlogics</td><td>SL-2U-PD-Q87SLQ-BA</td><td>컴퓨터</td></tr><tr><td>캐스터가 있는 중간 대서양 서버 캐비닛</td><td>Middle Atlantic Products</td><td>PTRK-21</td><td>서버 케이스는 모든 연구 항목을 수용합니다</td></tr><tr><td>Tucker Davis Technologies 스플리터 박스는 임상 및 연구 연구를 분할합니다</td><td>Tucker Davs Technologies</td><td></td><td>이 스플리터 상자는 세미 커스텀 장치입니다. 연구자는 임상 치료를 방해하지 않는 방식으로 연구 기록과 임상 기록을 분리하는 것에 대해 담당 신경과 전문의와 상의해야 합니다.</td></tr><tr><td>필수 케이블이 있는 연구원 모니터</td><td>Dell</td><td>U2212HMc</td><td>대부분의 모니터가 여기에 적합합니다.</td></tr><tr><td>버튼 박스 전원 - 5볼트, 2암페어</td><td></td><td></td><td>모든 전자 제품 매장에서 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>TDT 광 인터페이스 PCI 카드</td><td>Tucker Davs Technologies</td><td>P05</td><td></td></tr></tbody></table>

정위 뇌파를 사용하여 깊은 피질의 기능 및 피질 하 구조 조사 : 전방에 cingulate 피질 수업

Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex

정위 뇌파 (SEEG)는 의학적으로 난치성 간질 환자의 발작 초점을 지역화하는 데 사용되는 기술이다. 이 절차는 경막 그리드 전극 배치를 통해 액세스 할 수없는 통상의 뇌 영역에 여러 깊이 전극 만성 배치를 포함한다. SEEG 따라서 뇌 기능을 조사하는 독특한 기회를 제공합니다. 본 논문에서는 SEEG가인지 컨트롤의 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질 (DACC)의 역할을 조사하는 데 사용할 수있는 방법을 보여줍니다. 우리는 전극의 배치를 보여주는 수술, SEEG 절차의 설명을 포함한다. 우리는 그들이 행동 작업에 종사하는 동안 주제를 동의에서 로컬 필드 전위 (LFP) 데이터를 기록하는 데 필요한 구성 요소와 프로세스에 대해 설명합니다. 제공되는 예에서, 피험자는인지 적 간섭 작업을 재생하고, 우리는 신호가 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질에 전극, 지역 intim에서 기록 및 분석 방법을 보여줍니다러면 의사 결정에 참여. 우리는이 방법은, 인간의인지 과정을 연구에 사용될 수있는 방법의 또 다른 제안 결론.

환자 SEEG 전극 배치를 위해 선택되면, 그 / 그녀는 MRI 향상된 부피 T2와 T1 콘트라스트를 겪게된다. SEEG 전극 궤적이어서 체적 MRI 시퀀스 정위 네비게이션 (도 1)를 사용하여 계획된다. 이 기술은 일반적인 표면 전극 배치와 함께 할 수없는 것 등 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질 (빛 오렌지 궤도, 그림 1)과 피질 내 깊은 구조에서 로컬 필드 전위의 수집이 가능합니다. 수술 후 EMU에서, 환자는 DACC 뉴런을 활성화하도록 설계된 멀티 소스 간섭 작업 (그림 2)를 수행한다. 임상 시험의 적절한 수의 후, DACC의 SEEG 전극에서 로컬 필드 잠재적 인 데이터는 이후 의미있는 분석 (그림 3)을위한 큐 프레젠테이션 LFP 데이터를 정렬하기 위해 사전 처리됩니다. 또한, 일단 정렬 LFP 차 데이터를 검사 할 수 평균시험 유형 (그림 3 층) 사이의...

정위 뇌파 (SEEG)은 발작 초점을 현지화하기 위해 간질 수술에 사용되는 수술 방법이다. 또한 뇌 기능을 연구 할 수있는 독특한 기회를 제공한다. 여기에서 우리는 SEEG 인간을 대상으로인지 과정을 조사하는 데 사용할 수있는 방법에 대해 설명합니다.

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) is a technique used to localize seizure foci in patients with medically intractable epilepsy. This procedure ...

본 절차의 전반적인 목표는 뇌 심부에서 전기생리학적 신호를 기록하는 것입니다. 이는 먼저 관심 대상인 표적 영역에 전극을 배치함으로써 수행됩니다. 그 후 환자의 침상 옆에 데이터 수집 장치를 설치하며, 마지막 단계에서 환자에게 간단한 인지 과제를 수행하는 방법을 안내합니다.환자가 과제를 수행하는 동안 전극을 통해 전기생리학적 신호를 기록합니다. 최종적으로, 다중 테이퍼 스펙트럼 분석(multi tapered spectral analysis)을 사용하여 인지 과제의 난이도에 따른 배측 전대상피질의 국소 전위 활동의 변동성을 입증합니다. 경막하 그리드 이식과 같은 다른 기록 기술에 비해 스테레오 뇌홀로그래피(stereo ence holography)가 갖는 장점은 스테레오 EEG를 통해 뇌 내부의 깊은 구조에 접근할 수 있다는 점입니다.이는 발작이 이러한 심부 구조에서 발생할 수 있다고 생각할 때 임상적으로 유리하며, 기존에 접근할 수 없었던 뇌 영역에 접근할 수 있게 해준다는 점에서 연구 관점에서도 이점이 있습니다. 또한, 이 기술은 특히 심부 피질 및 피질하 구조에서 발생하는 발작의 국소화를 찾는 데 적합하기 때문에 환자 선택이 매우 중요합니다. 이러한 기록은 예를 들어 발작이 어디서 시작되는가와 같은 뇌전증 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.발작은 어디로 퍼지며, 이러한 영역을 어떻게 지도화할 수 있을까요? 표준 EEG 기술을 사용하여 이를 수행할 수 있습니다. 이 방법은 뇌전증과 발작의 기원에 대한 통찰력을 제공할 수 있으며, 인지, 기억 및 사회적 인식과 같은 신경과학의 다른 측면에도 적용할 수 있습니다. 일반적으로 이 방법에 익숙하지 않은 개인은 전기생리학적 신호를 획득하는 과정이 복잡하기 때문에 기술의 데이터 획득 단계에서 어려움을 겪을 수 있습니다.CT 촬영 후 환자를 수술실로 이동시키고 일반적인 멸균법에 따라 수술 부위를 준비합니다. 다음으로, 촬영된 정위 좌표 출력물을 사용하여 헤드 프레임의 외측 수직면과 전후면에서 첫 번째 심부 전극의 좌표를 설정합니다. 보조 외과의가 좌표를 확인하고 필요 시 수정합니다. 수술실 내 컴퓨터 워크스테이션을 사용하여 가이드 블록으로 피부의 삽입 부위를 확인하고 마킹펜으로 이 위치를 표시합니다.표시된 절개 부위에 국소 마취제 1~2 mL를 주입합니다. 그런 다음 11번 메스를 사용하여 표시된 절개 부위를 두개골까지 살짝 절개하고, 가이드 블록을 이용해 코팅된 팁이 달린 단극 소작기로 진피와 심부 조직을 소작합니다. 적절한 궤적을 유지하기 위해 2.1 mm 트위스트 드릴 비트와 휴대용 전동 드릴을 사용하여 천공(bur hole)을 만듭니다.가이드 블록으로 궤적을 계속 안내하면서, 코팅된 리지드 오퍼레이터 프로브로 유도하여 단극 소작기로 경막을 절개합니다. 구멍에 앵커 볼트를 나사로 고정하고, 앵커 볼트를 통해 미리 측정된 스타일렛 프로브를 삽입하여 전극이 들어갈 경로를 만듭니다. 그런 다음 전극을 미리 계산된 깊이까지 조심스럽게 진전시키고, 전극이 제자리에 위치하면 앵커 볼트의 캡을 조여 전극을 고정합니다.모든 전극의 적절한 배치 궤적을 확보하기 위해, 멸균 드레이프를 씌운 투시경을 수술 부위로 가져와 AP 투시 영상을 얻습니다. 그런 다음 전극을 임상 EEG 시스템에 연결하여 적절한 임피던스를 확인합니다. 드레싱을 부착합니다.정위 고정 헤드 프레임을 제거하고, 환자의 마취를 깹니다. 행동 과제 설정을 위해 적절한 행동 소프트웨어를 실행하고, 다중 소스 간섭 과제를 수행하도록 설계된 조건 파일을 설정합니다. 동일한 빈도로 네 가지 모든 시행 유형을 포함시키려면, 조건 설정 버튼을 눌러 원하는 조건 파일을 선택하십시오.그런 다음 디스플레이 박스의 test를 클릭하여 행동 디스플레이 모니터를 테스트합니다. 테스트 시각 자극이 2~3초 동안 나타나야 합니다. 다음으로, 버튼 박스를 데이터 수집 보드의 아날로그 입력단과 전원에 연결합니다.9개로 분리된 리본 케이블을 사용하여 8개의 리본을 데이터 수집 보드의 디지털 IO 섹션 내 0번부터 7번 포트에 연결하십시오. 나머지 9번째 리본은 보드의 디지털 PFI 섹션 내 0번 포트에 연결합니다. 그 다음 신경 신호 처리 소프트웨어에서 원하는 샘플링 속도를 설정하십시오.예를 들어, 여기서는 원하는 샘플링 속도를 초당 50,000 샘플로 설정하고, 온라인 앨리어싱 및 다운샘플링을 초당 1,000 샘플로 설정합니다. 광섬유 케이블을 통해 증폭기를 신경 신호 프로세서에 연결하고, 다시 신경 신호 프로세서를 데이터 스트리머 및 신경 데이터 수집 컴퓨터의 광 PCI 카드에 광섬유 케이블로 연결하여 설정을 완료합니다. 성공적인 데이터 수집을 보장하는 핵심은 환자의 방에 들어가기 전에 신호 처리 설정을 테스트하여 기록이 원활하게 진행될 수 있도록 하는 것입니다.행동 모니터가 준비되면, 연구 장비를 환자의 방으로 옮겨 이동식 테이블 위에 모니터를 환자 정면에 배치합니다. 표준 DVI 케이블을 사용하여 모니터를 행동 제어 컴퓨터에 연결하고, 녹화 장비를 눈에 띄지 않는 위치에 배치합니다.다음으로, 연구 기록 장치와 임상 시스템을 분리하는 스플리터 박스에 연구 시스템을 연결합니다. 그런 다음 버튼 박스를 환자에게 전달하고, 해당 버튼을 눌러 타겟을 식별하도록 안내합니다. 마지막으로, 실행(run)을 클릭하여 과제를 시작하고, 신경 신호 처리 소프트웨어를 사용하여 기록 파라미터를 제어하면서 환자가 150회 시행으로 구성된 두 개의 블록을 완료하도록 합니다.정위 뇌전도(EEG) 전극 삽입 대상 환자가 선정되면, T2 및 T1 조영 증강 volumetric MRI를 촬영합니다. 이후 volumetric MRI 시퀀스의 정위 내비게이션을 사용하여 정위 뇌전도 전극의 궤적을 계획합니다. 이 기술을 통해 여기에서 보여주는 등측 전대상피질과 같이 일반적인 표면 전극 배치로는 불가능한 피질 깊숙한 곳의 구조물로부터 국소 전위(local field potentials)를 수집할 수 있습니다.충분한 횟수의 다중 소스 간섭 과제 시행 후, 등쪽 전대상피질의 정위 뇌파(sEEG) 전극에서 얻은 국소 전위(local field potential) 데이터를 전처리하여, 이후의 하위 분석을 위해 국소 전위 데이터를 Q 제시 시점에 맞게 정렬합니다. 또한, 정렬된 국소 전위 데이터는 평균화하여 시행 유형 간의 평균 전기생리학적 반응 변화를 조사할 수 있습니다. 이어서, 시간에 따른 주파수 대역의 변화를 조사하기 위해 멀티 테이퍼 스펙트로그램(multi taper spectrogram)을 작성합니다.실제로 두피 EEG 연구들은 등쪽 전대상피질에서 관찰되는 활동과 서로 다른 주파수 대역이 연관되어 있음을 시사해 왔습니다. 시간-주파수 분석은 등쪽 전대상피질에서 관찰되는 전기생리학적 변화를 그에 상응하는 적절한 행동과 연결 짓는 중요한 방법입니다. 숙련되고 나면 큰 어려움 없이 약 2~3시간 정도 소요됩니다.이 절차를 수행할 때는 기록하려는 피질 또는 피질하 영역에 맞게 인지 과제를 조정하는 것이 중요합니다. 이 절차 이후에는 시간-주파수 분석과 같은 다른 데이터 분석 방법을 적용할 수 있습니다. 이를 통해 서로 다른 시간대에 나타나는 다양한 유형의 신경 진동 효과를 구분하여 분석할 수 있습니다.이 영상을 시청하고 나면, 정위 고정 전극과 데이터 수집 장치를 사용하여 뇌 심부에서 전기생리학적 신호를 기록하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

조밀한 배열 electroencephalography은 유아와 성인의 사회적인지 기능을 연구하기 위해 점점 사용되고 있습니다. 여기 우리는 유아와 어른의 뇌파 공부를위한 기존의 방법론에 큰 개선을 나타냅니다 설립 방법론을 제시한다.

(덴스 배열 Electroencephalography를 사용하여 유아 및 성인의 사회적 인식을 조사 D EEG)

우리는 침략적 간질 모니터링을 진행하고 인간에서 연구 목적으로 electrocorticographic 신호를 수집하기위한 방법을 제시한다. 우리는 데이터 수집, 신호 처리 및 자극 프레 젠 테이션을 위해 BCI2000 소프트웨어 플랫폼을 사용하는 방법을 보여줍니다. 특히, 우리는 SIGFRIED, 실시간 기능적 뇌 맵핑을위한 BCI2000 기반 도구를 보여줍니다.

Neuroscientific 연구 및 실시간 기능성 두피 매핑을위한 인적 Electrocorticographic (ECoG) 신호를 녹음하기

이 비디오는 주의력 기반 시각 자극 테스트 중에 뇌파검사(EEG) 및 뇌심부 자극(DBS) 전극을 사용하여 피질 및 피질하 신경 활동을 기록하는 과정을 보여줍니다.

전극 시스템을 사용하여 피질 및 피질하 신경 활동을 기록하다

두개의 전극 이식 환자는 환자가 행동 작업을 수행하는 동안 뇌의 여러 영역에서 신경 학적 데이터를 기록 할 수있는 독특한 기회를 제공한다. 여기서, 우리는이 환자 집단에 대한 액세스, 다른 기관에서 재현 할 수 이식 환자에서의 기록 방법을 제시한다.

두개 내 전극 피사체에 행동 작업 수행

본 프로토콜은 국소장전위와 비침습적 뇌피질 활동(EEG)의 신경생리학적 기록을 동시에 통해 기저핵의 인지적-정서적 기능을 평가하는 것을 목표로 합니다. 이 절차는 감정적 의미를 지닌 언어 자극을 포함하는 패러다임 또는 인지 통제를 포함하는 플랭커 작업(Flanker task)의 사용에 의해 예시됩니다.

인간의 결합 침략 피질과인지의 평가를위한 비 침습적 표면 신경 생리학 녹음과 정서적 기능

선물이 intracranial electroencephalography 데이터 통계 파라미터 매핑 (SPM) 소프트웨어를 사용 하 여 분석 하는 데 사용할 수 있는 두 개의 분석 프로토콜: 신경 활동, 및 동적 인과 관계에 대 한 시간-주파수 통계적 파라미터 매핑 분석 내부 및 남북 regional 연결에 대 한 유발된 반응의 모델링.

신경 활동과 연결 Intracranial 뇌 파 데이터를 사용 하 여 SPM 소프트웨어 분석

SEEG 방법론은 정위 로봇으로 단순화되고 더 빨라집니다. 수술실에서 로봇을 사용하기 전에 수술 전 체적 MRI를 환자에게 등록하는 데 세심한 주의를 기울여야 합니다. 로봇은 절차를 간소화하여 수술 시간을 줄이고 정확한 이식을 가능하게 합니다.

로봇 정위 유도 시스템을 활용한 입체뇌파(SEEG) 방법론에 대한 수술 기술 및 뉘앙스

다중 자기 공명 영상(MRI) 데이터 양식에 의해 정보를 얻은 대뇌파 네트워크의 뇌파검사(TMS-EEG) 매핑과 결합된 맞춤형 경두개 자기 자극을 위한 새로운 프로토콜입니다.

실시간 피질 네트워크 매핑을 위한 신경영상 유도 TMS-EEG

이 프로토콜은 난치성 간질 환자의 침습적 발작 모니터링에 사용되는 뇌내 전극의 정위 이식 방법인 로봇 보조 스테레오 뇌파검사(sEEG)를 제시합니다. sEEG에 대한 정위 로봇 유도를 통합하는 기술은 안전하고 정확하며 특히 더 많은 수의 전극을 이식할 때 수술 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

침습성 간질 모니터링을 위한 로봇 유도 입체뇌파검사(Robotic-Guided Stereoelectroencephalography)

여기에서는 쥐와 생쥐의 고밀도 마이크로 전기 피질 검사(μEcoG) 기록을 위한 수술, 이식 및 기록 방법을 포함한 두 가지 프로토콜을 제시합니다. μECoG 기록은 쥐의 청각 피질에서 층류 다원(laminar polytrode) 기록 또는 쥐의 체성 감각 피질(somatosensory cortex)에서 신경 활동의 광유전학적 조작과 함께 수행됩니다.

설치류의 미세 전기 피질 조영술과 층류 폴리트로드 및 광유전학을 통합하여 피질 처리의 멀티스케일 조사

배우세요 정위 뇌파(SEEG)를 사용하여 깊은 뇌 구조에서 전기생리학적 신호를 기록하는 방법을. 이 기술은 인지 과정과 뇌 기능을 연구하는 데 활용됩니다.

정위 뇌파를 사용하여 깊은 피질의 기능 및 피질 하 구조 조사 : 전방에 cingulate 피질 수업

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