Bestudering van de functie van Deep Corticale en subcorticale structuren met behulp van stereotactische Electroencephalography: Lessen uit de anterior cingulate cortex

Summary

Stereotactische Electroencephalography (SEEG) is een operatietechniek gebruikt bij epilepsie chirurgie te helpen lokaliseren beslag brandpunten. Het biedt ook een unieke gelegenheid om de hersenfunctie te onderzoeken. Hier beschrijven we hoe SEEG kunnen worden gebruikt om cognitieve processen bij mensen te onderzoeken.

Abstract

Stereotactische Electroencephalography (SEEG) is een techniek die gebruikt wordt om inbeslagneming brandpunten bij patiënten te lokaliseren met medisch onbehandelbare epilepsie. Deze procedure houdt de chronische plaatsing van meerdere diepte elektroden in hersengebieden typisch toegankelijk via subduraal roosterelektrode plaatsing. SEEG biedt dus een unieke gelegenheid om de hersenfunctie te onderzoeken. In dit artikel tonen we hoe SEEG kunnen worden gebruikt om de rol van de dorsale anterieure cingulate cortex (Dacc) in cognitieve controle te onderzoeken. We een beschrijving van de SEEG procedure, waaruit de chirurgische plaatsing van de elektroden. We beschrijven de componenten en procedures ter verhoging van de lokale veld potentieel (LFP) gegevens opnemen van toestemming onderwerpen terwijl ze bezig zijn met een gedrags-taak. In het voorbeeld, onderwerpen spelen een cognitieve interferentie taak, en we laten zien hoe signalen worden geregistreerd en geanalyseerd van elektroden in de dorsale anterieure cingulate cortex, een gebied intimlijk betrokken bij de besluitvorming. We sluiten met verdere suggesties manieren waarop deze werkwijze kan worden toegepast voor het onderzoeken van menselijke cognitieve processen.

Introduction

Epilepsie is een veel voorkomende neurologische aandoening die gekenmerkt wordt door meerdere recurrente aanvallen in de tijd, goed voor 1% van de wereldwijde last van ziekten ^1. Anti-epileptische geneesmiddelen niet aanvallen beheersen 20 - 30% van de patiënten ^2,3. In deze medisch onbehandelbare patiënten, wordt epilepsiechirurgie vaak aangegeven ^4,5. De beslissing om door te gaan met een operatie nodig lokaliseren van de inbeslagname focus, een voorwaarde voor het formuleren van een chirurgische plan. Aanvankelijk zijn niet-invasieve technieken die gebruikt worden om lateralize en lokaliseren van de inbeslagname focus. Elektro-ence....

Protocol

Zorg ervoor dat elke patiënt wordt beoordeeld op geschiktheid voor het onderzoek, en de juiste patiënten moeten worden ingestemd voor deelname aan de studie volgens de lokale IRB procedures.

1. Selectie van patiënten voor SEEG en Onderzoek

1. Patiënt selectie voor SEEG
   Opmerking: Epilepsie patiënten moeten klinisch worden beoordeeld door een multidisciplinair team bestaande uit epileptologen, neuropsychologen en neurochirurgen.
   1. Zorg ervoor dat de patiënt medisch refractaire focale epilepsie, gedefinieerd als niet reageren op minstens 2 adequate studies van anti-epileptische medicatie.
   2. Ervoor te zorgen dat....

Results

Zodra een patiënt is geselecteerd voor SEEG plaatsing van de elektroden, hij / zij ondergaat een volumetrische T2 en T1 contrast versterkte MRI. SEEG elektrode trajecten worden vervolgens plannen met stereotactische navigatie van de volumetrische MRI sequenties (figuur 1). Deze techniek maakt het mogelijk voor de inzameling van de lokale veld potentials uit structuren diep in de cortex, zoals dorsale anterieure cingulate cortex (licht oranje traject, Figuur 1) dat niet mogelijk zou zijn.......

Discussion

In dit artikel werd SEEG gebruikt om de activiteit van de lokale neuronale populaties in de Dacc tijdens een besluitvormingsproces taak bij de mens te onderzoeken. Vorige werk is de activiteit van individuele neuronen onderzocht in het Dacc behulp van intra-operatieve microelectode opnames ¹⁴ en aangetoond dat Dacc activiteit wordt gemoduleerd door de vorige activiteit. Microelectrode studies maken het onderzoek van de spiking activiteit van individuele neuronen. SEEG meet LFP, die verband houden met de gesom.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Trigger I/O cable	Natus Medical Inc.	5029	PS2 to BNC cable
BNC cables for analog pulses			Can be ordered from most electronics stores.
Power strip with surge protection and battery backup	Tripp Lite	SMART500RT1U UPC	Power source and backup
National instruments multifunctional daq data acquisition box NI PCIe-6382 DAQ cards	National Instruments	PCIe-6382 w/ BNC 2090A	PCI cards for behavioral control interface
Custom made button box - human interface device			Any human interface device with three buttons may be used. Alternatively, 3 keyboard buttons may be used.
Xltek 128 channel clinical intracranial EEG monitoring system EMU128FS	Natus Medical Inc.	002047c	Clinical recording system
Subject monitor and associated cables for visual stimulus presentation	Dell	U2212HMc	Most Monitors are adequate here.
Personal comptuer running behavioral software with DAQ cards installed	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	Computer for recording neural data
Mains cable for monitor			Usually comes with the monitor, can be purchased at any electronics store.
Monkey Logic software which runs on Matlab 2010A			Free from MonkeyLogic website
MATLAB 2010a software with data acquisition toolbox	Mathworks		Matlab software
sEEG electrodes AD TECH or PMT	AD TECH	2102-##-101	Platinum tip, diameter (0.89 mm, 1 mm, 1.1 mm), uninsulated length 2.3 mm; The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)
Cabrio connectors	PMT	2125-##-01	The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)
Tucker Davis Technologies Amplifier	Tucker Davs Technologies	PZ5	preamplifier for neural data
Tucker Davis Technologies processor	Tucker Davs Technologies	RZ2	Neural signal processor for neural data
TuckerDavis Technologies data streamer	Tucker Davs Technologies	RS4	Data streamer and storage
Fiber optics cables to connect TDT systems	Tucker Davs Technologies	F05	Fiber optic cables for connecting Tucker Davis Technologies' prodcuts.
ribbon cable and snap serial connector for digital markers			Can be ordered from ost electronics stores.
personal computer fro running TDT RPvdsEx and OpenEx software	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	computer for behavioral control
middle atlantics server cabinet with casters	Middle Atlantic Products	PTRK-21	Server case to house all of the research items
Tucker Davis Technologies splitter box to split clinical and research recrodings	Tucker Davs Technologies		This splitter box is a semi-custom device. Researchers should consult the attending neurologists about splitting the research and clinical recordings in a way that doesn't interfere with clinical care.
Researcher monitor with requisite cables	Dell	U2212HMc	Most Monitors are adequate here.
button box power source - 5 volts, 2 amperes			Can be purchased at any electronics store.
TDT optical interface PCI card	Tucker Davs Technologies	P05