Name: Het uitvoeren van Behavioral Taken in Proefpersonen met intracraniële elektroden (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 10 s
Description: Leer hoe hersenactiviteit wordt gemeten tijdens besluitvorming met intracraniële elektroden. Deze methode biedt hoge ruimtelijke en temporele resolutie voor onderzoek naar cognitieve en motorische controle.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door EFRI-MC3: # 1137237 toegekend aan SVS en JTG

Alle taken werden uitgevoerd volgens een goedgekeurde protocol bij de Institutional Review Board (IRB) van de Cleveland Clinic Foundation ingediend. Een informed consent proces werd uitgevoerd met elke patiënt voorafgaand aan alle onderzoeksactiviteiten. In dit voorbeeld, een onderwerp dat onderzoek criterium dat stereo-elektro heeft ontmoet (SEEG) elektroden geïmplanteerd voor inbeslagneming wordt gekozen. Het project is met het onderwerp besproken en zij hebben ingestemd om deel te nemen. 1 patiënt inschrijving <ol><li> Evalueren bij patiënten met refractaire epilepsie in ruil voor intracraniële elektroden implanteren. Als de patiënt een goede kandidaat voor de invasieve chirurgie, analyseren de patiënt MRI, PET en MEG samen met het beslag pathologie om plaatsing van de elektroden te optimaliseren. Een klinisch team voert alle evaluaties en er geen beslissingen genomen worden voor onderzoeksdoeleinden. . </li><li> Identificeer aanmerking komende patiënten voor de studie VERVOLGnt te evalueren voor implantatie en verifiëren van de patiënten per goedgekeurde IRB protocol op basis van de criteria opname / uitsluiting. LET OP: Het is in het beste belang van de patiënt met proefpersonen met een aura in de inclusiecriteria omvatten. Patiënten met aura&#39;s kunnen de onderzoekers dat ze op het punt om een ​​aanval hebben in kennis stellen; het geven van de onderzoekers en de patiënt de tijd om de nodige voorzorgsmaatregelen te nemen (het indrukken van de inbeslagneming alarm naar de klinisch personeel melden en trekken alle apparatuur uit de weg). Echter, als proefpersonen worden geworven die niet beschikken over een aura, ervoor zorgen dat de patiënt invoerapparaten gemakkelijk kan worden verwijderd uit de patiënt gebied en dat het personeel zich bewust is van de onderzoeksapparatuur en protocol. </li><li> Verkrijgen van geïnformeerde toestemming voorafgaand aan een onderzoek in overeenstemming met de IRB. Tijdens het informed consent, leggen het onderzoek, waarin wordt benadrukt dat de deelname is geheel vrijwillig en zal op geen enkele wijze invloed hebben op de patiënten klinische zorg. In de meeste gevallen is er is geen direct voordeel voor de patiënt en hun bereidheid om deel te nemen is altruïstisch. </li><li> Behouden eerbiediging van de rechten van de patiënt en de privacy te allen tijde. Herinner de patiënten dat hun gegevens anoniem en vertrouwelijk blijven en ze kunnen deelnemen aan het onderzoek op elk gewenst moment onder geen gevolg te staken. </li><li> Laat de patiënt te ondertekenen en dateren het informed consent, als hij of zij begrijpt en stemt ermee in om deel te nemen aan de studie. Laat een kopie achter met de patiënt te beoordelen; moeten ze nog vragen of opmerkingen aan te moedigen de patiënten contact opnemen met de PI. </li></ol> 2 Gedrag System Set-up <ol><li> Alvorens de apparatuur in de kamer, ervoor zorgen dat er voldoende ruimte in de kamer van de patiënt, maar ook de toegang tot de nodige stopcontacten (2). </li><li> Controleer of alle apparatuur en kabels zijn klaar om te versnellen van de set-up. De gedrags omvat een FDA goedgekeurde robotarm (die onder cont toelaatrol een cursor tijdens de taak), een laptop computer om de gedrags-programma, een monitor voor de presentatie van de taak stimuli, en een data-acquisitie systeem om de elektrofysiologische en gedrags-gegevens op te slaan beheersen. OPMERKING: Breng de nodige aanpassingen aan de specifieke behoeften van het eigen onderzoek te voldoen. Gebruik bijvoorbeeld een knop doos voor de patiënt-interface in plaats van de robotarm. </li><li> Als de patiënt niet momenteel gepositioneerd op een wijze geschikt voor de taak te voltooien, helpen de patiënt om een ​​ligstoel (of bed) met armen, moeten ze een aanval. OPMERKING: Het is een goed idee om de studie design, uitrusting, etc. te bespreken met alle leden van de controle-eenheid om hen te informeren over wat er gaande is, hoe de groep te maken krijgen met de patiënten, en de eventuele problemen die zich kunnen ontstaan. </li><li> Wanneer de patiënt klaar is, brengen de gedrags-systeem in de kamer en beginnen met het opstarten van de gedrags-systeem en de robotarm. </li><li> Sluit de digitale event marker-uitgang van de gedrags-computer aan op de DC-kanalen van de elektrofysiologische acquisitie systeem om tijd te vergrendelen de opgenomen SEEG signalen met gedragsproblemen event markers. Opmerking: In dit centrum is een aparte elektrofysiologische verkrijging aangewezen onderzoeksdoeleinden, die niet interfereert met de klinische acquisitiesysteem systeem. Het is echter mogelijk het klinische acquisitie systeem door met het juiste personeel. Alles moet in het werk worden gemaakt van de klinische overname niet te verstoren. </li><li> Kalibreren van de robotarm en plaats het zo dat het bereik van de beweging is comfortabel voor de patiënt. Bij gebruik van een andere interface-apparaat, ervoor zorgen dat het apparaat correct werkt en is comfortabel gepositioneerd voor het onderwerp te gebruiken. </li><li> Tijdens het gebruik van de robotarm, ervoor te zorgen dat de noodstop-knoppen zijn gemakkelijk te bereiken met de onderzoekers over de gedrags-taak. In het geval van een aanval, de noodstopknop isgeperst en materiaal wordt van de patiënt getrokken dat zij zich niet schadelijk. Daarnaast hebben we niet de klittenband die bij het robot-systeem gebruiken om verwijdering uit de patiënt in geval van een aanval optreedt vergemakkelijken. OPMERKING: In dit voorbeeld wordt de parallelle poort van het gedrag rig aangesloten op de digitale ingang poort van de acquisitie systeem met behulp van een parallelle poort kabel. Aanvullende analoge signalen zoals het x en y-positie van de robotarm ook geregistreerd. </li></ol> 3 Behavioral Task <ol><li> Leg de taak om de patiënt na afloop van de ingestelde rig en kalibratie van het interfaceorgaan. </li><li> Gebruik een gedrags-taak vergelijkbaar met de kinderen kaartspel van &quot;oorlog&quot;. Vraag de patiënt om weddenschappen te maken over de vraag of hun kaart groter is dan de kaart van de computer. De keuze van de inzet is gebaseerd op de perceptie van de relatieve waarde van de kaart van de patiënt. Vereenvoudig de tvragen voor daaropvolgende analyse, door uitsluitend kaarten van een pak en beperken het dek en de 2, 4, 6, 8 en 10 genummerde kaarten. </li><li> Toon een fixatie cue op het scherm voor 350 msec. Zorg ervoor dat de patiënt houdt de cursor over de fixatie merk om de taak te starten. </li><li> Toon de stimulans voor 1.000 msec. Laat de patiënt om hun kaart met kaart van de computer te zien naast het gezicht naar beneden. </li><li> Naar aanleiding van de kaarten verdwijnen, tonen een go-cue (&lt;5.000 msec) weergeven van twee opties, de patiënt te vragen inzetten, hetzij $ 5 of $ 20, op basis van hun kaart. Vraag de patiënt om de inzet te plaatsen door de cursor met behulp van de robotarm, over hun gekozen inzet. Willekeurig de inzet positie van proef tot proef om geen vooroordelen op basis van positie te waarborgen. </li><li> Na de inzet is geselecteerd, merken een 250 - 500 msec vertraging (leeg scherm), gevolgd door de onthulling van de kaart van de computer (1.000 - 1.250 msec). Let op de uitkomst (1,000 ms), of de proef was een winnen, verliezen, of tekenen enhoeveel werd gewonnen of verloren. </li><li> Laat de patiënt om te oefenen tot ze vertrouwen hebben in hun prestaties en hebben geen vragen. </li></ol> 4 Data Acquisition <ol><li> Noteer de data wanneer de patiënt klaar is en controleer of de instellingen van het onderzoek (of klinisch) acquisitie systeem op passende wijze worden gekozen. </li><li> Schakel verlichting in de kamer en de TV aan het achtergrondgeluid tot een minimum tijdens de opname te houden. Daarnaast vragen de patiënt om zich te onthouden van gedrag, zoals hun voet te tikken, praten of schudden hun benen. </li><li> Begin van de taak en het opnemen van de patiënt uitvoeren van de taak. Vraag het onderwerp om de taak uit te voeren gedurende 30 minuten. De bemonsteringsfrequentie van de robotarm systeem is 1 KHz, en die van SEEG opnamesysteem is 2 KHz. OPMERKING: Deze duur kan verschillen van andere paradigma&#39;s zijn. </li></ol> 5 Data Analysis <ol><li> Ten eerste de-identificatie van de geregistreerde gegevens SEEG zodat informa de patiënttie blijft vertrouwelijk en dat zijn / haar gegevens anoniem wordt ingediend. </li><li> Het verkrijgen van de coördinaten van de elektrode locaties uit de postoperatieve CT en preoperatieve MRI. </li><li> Lijn de neurofysiologische opnames met de digitale timestamps van de belangen van de gedrags-taak. </li><li> Solliciteer signaal analysemethoden om het evenement afhankelijk hersenactiviteit modulatie analyseren. OPMERKING: In deze studie, spectrale vermogensdichtheid (PSD) van de event-related SEEG signalen werd berekend met behulp van Chronux multitaper toolbox 26,27. Elk onderzoeksgegevens is uitgelijnd ten opzichte van de relevante gebeurtenis (tijdstip nul) en de berekende PSD werd genormaliseerd in iedere frequentie bak ten opzichte van de basislijn PSD. </li></ol>

<ol><li>Epilepsy Fact Sheet No. 999. , World Health Organization. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs999/en/">http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs999/en/</a> (2013).</li>
<li>Rosenow, F., Luders, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presurgical+evaluation+of+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Presurgical evaluation of epilepsy.</a> Brain. 124, 1683-1700 (1093).</li>
<li>Adelson, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+subdural+grids+and+strip+electrodes+to+identify+a+seizure+focus+in+children%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Use of subdural grids and strip electrodes to identify a seizure focus in children.</a> Pediatr. Neurosurg. 22 (4), 174-180 (1995).</li>
<li>Jayakar, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+EEG+monitoring+in+children%3A+When%2C+where%2C+and+what%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Invasive EEG monitoring in children: When, where, and what.</a> J Clin Neurophysiol. 16, 408-418 (1999).</li>
<li>Almeida, A. N., Martinez, V., Feindel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+first+case+of+invasive+EEG+monitoring+for+the+surgical+treatment+of+epilepsy%3A+Historical+significance+and+context%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">The first case of invasive EEG monitoring for the surgical treatment of epilepsy: Historical significance and context.</a> Epilepsia. 46, 1082-1085 (2005).</li>
<li>Dinner, D. S., Luders, H. O., Klem, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+electrocorticography%3A+Cleveland+clinic+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Chronic electrocorticography: Cleveland clinic experience.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. , 58-69 (1998).</li>
<li>Bancaud, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+Stereotaxic+Exploration+%28Seeg%29+of+Epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Functional Stereotaxic Exploration (Seeg) of Epilepsy.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 28, 85(1970).</li>
<li>Chassoux, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intralesional+recordings+and+epileptogenic+zone+in+focal+polymicrogyria%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">Intralesional recordings and epileptogenic zone in focal polymicrogyria.</a> Epilepsia. 49, 51-64 (2008).</li>
<li>Lo Russo, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focal+cortical+resection+in+malformations+of+cortical+development%5BTitle%5D)+AND+%22Epileptic+Disord%22%5BJournal%5D)">Focal cortical resection in malformations of cortical development.</a> Epileptic Disord. 5, S115-S123 (2003).</li>
<li>Avanzini, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discussion+of+stereoelectroencephalography%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+neurologica+Scandinavica+Supplementum%22%5BJournal%5D)">Discussion of stereoelectroencephalography.</a> Acta neurologica Scandinavica Supplementum. , 152-170 (1994).</li>
<li>Cossu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereo-EEG+in+children%5BTitle%5D)+AND+%22Child+Nerv+Syst%22%5BJournal%5D)">Stereo-EEG in children.</a> Child Nerv Syst. 22, 766-778 (2006).</li>
<li>Cossu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epilepsy+surgery+in+children%3A+Results+and+predictors+of+outcome+on+seizures%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">Epilepsy surgery in children: Results and predictors of outcome on seizures.</a> Epilepsia. 49, 65-72 (2008).</li>
<li>Cossu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereoelectroencephalography+in+the+presurgical+evaluation+of+focal+epilepsy+in+infancy+and+early+childhood+Clinical+article%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg-Pediatr%22%5BJournal%5D)">Stereoelectroencephalography in the presurgical evaluation of focal epilepsy in infancy and early childhood Clinical article.</a> J Neurosurg-Pediatr. 9, 290-300 (2012).</li>
<li>Gonzalez-Martinez, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereoelectroencephalography+in+the+%26%2334%3Bdifficult+to+localize%26%2334%3B+refractory+focal+epilepsy%3A+early+experience+from+a+North+American+epilepsy+center%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">Stereoelectroencephalography in the &#34;difficult to localize&#34; refractory focal epilepsy: early experience from a North American epilepsy center.</a> Epilepsia. 54, 323-330 (2013).</li>
<li>Vadera, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereoelectroencephalography+following+subdural+grid+placement+for+difficult+to+localize+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Stereoelectroencephalography following subdural grid placement for difficult to localize epilepsy.</a> Neurosurgery. 72, 723-729 (2013).</li>
<li>Hill, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+human+electrocorticographic+%28ECoG%29+signals+for+neuroscientific+research+and+real-time+functional+cortical+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Recording human electrocorticographic (ECoG) signals for neuroscientific research and real-time functional cortical mapping.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).</li>
<li>Ibanez, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor-language+coupling%3A+direct+evidence+from+early+Parkinson%27s+disease+and+intracranial+cortical+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Cortex%3B+a+journal+devoted+to+the+study+of+the+nervous+system+and+behavior%22%5BJournal%5D)">Motor-language coupling: direct evidence from early Parkinson's disease and intracranial cortical recordings.</a> Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior. 49, 968-984 (2013).</li>
<li>Caplan, J. B., Madsen, J. R., Raghavachari, S., Kahana, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+patterns+of+brain+oscillations+underlie+two+basic+parameters+of+human+maze+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Distinct patterns of brain oscillations underlie two basic parameters of human maze learning.</a> J Neurophysiol. 86, 368-380 (2001).</li>
<li>Watrous, A. J., Fried, I., Ekstrom, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+correlates+of+human+hippocampal+delta+and+theta+oscillations+during+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Behavioral correlates of human hippocampal delta and theta oscillations during navigation.</a> J Neurophysiol. 105, 1747-1755 (2011).</li>
<li>Roman, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+negative+event-related+potential+recorded+in+humans+during+a+simple+sensorimotor+task+occurs+independently+of+motor+execution%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Hippocampal negative event-related potential recorded in humans during a simple sensorimotor task occurs independently of motor execution.</a> Hippocampus. , (2013).</li>
<li>Jerbi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+electrophysiological+correlates+of+the+default-mode+network+with+intracerebral+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Syst+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Exploring the electrophysiological correlates of the default-mode network with intracerebral EEG.</a> Front Syst Neurosci. 4, 27(2010).</li>
<li>Krolak-Salmon, P., Henaff, M. A., Vighetto, A., Bertrand, O., Mauguiere, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+amygdala+reaction+to+fear+spreading+in+occipital%2C+temporal%2C+and+frontal+cortex%3A+a+depth+electrode+ERP+study+in+human%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Early amygdala reaction to fear spreading in occipital, temporal, and frontal cortex: a depth electrode ERP study in human.</a> Neuron. 42, 665-676 (2004).</li>
<li>Hudry, J., Perrin, F., Ryvlin, P., Mauguiere, F., Royet, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+short-term+memory+and+related+amygdala+recordings+in+patients+with+temporal+lobe+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Olfactory short-term memory and related amygdala recordings in patients with temporal lobe epilepsy.</a> Brain. 126, 1851-1863 (2003).</li>
<li>Rektor, I., Bares, M., Kubova, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Movement-related+potentials+in+the+basal+ganglia%3A+a+SEEG+readiness+potential+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Movement-related potentials in the basal ganglia: a SEEG readiness potential study.</a> Clin Neurophysiol. 112, 2146-2153 (2001).</li>
<li>Rektor, I., Louvel, J., Lamarche, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracerebral+recording+of+potentials+accompanying+simple+limb+movements%3A+a+SEEG+study+in+epileptic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Intracerebral recording of potentials accompanying simple limb movements: a SEEG study in epileptic patients.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 107, 277-286 (1998).</li>
<li>Mitra, P., Bokil, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMitra%2C+P+%22Observed+Brain+Dynamics%22">Observed Brain Dynamics</a>. , Oxford University Press. New York. (2008).</li>
<li>Lachaux, J. P., Axmacher, N., Mormann, F., Halgren, E., Crone, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-frequency+neural+activity+and+human+cognition%3A+past%2C+present+and+possible+future+of+intracranial+EEG+research%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+neurobiology%22%5BJournal%5D)">High-frequency neural activity and human cognition: past, present and possible future of intracranial EEG research.</a> Progress in neurobiology. 98, 279-301 (2012).</li>
<li>Rogers, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choosing+between+small%2C+likely+rewards+and+large%2C+unlikely+rewards+activates+inferior+and+orbital+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience+%3A+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Choosing between small, likely rewards and large, unlikely rewards activates inferior and orbital prefrontal cortex.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 19, 9029-9038 (1999).</li>
<li>Lachaux, J. -P., Axmacher, N., Mormann, F., Halgren, E., Crone, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-frequency+neural+activity+and+human+cognition%3A+Past%2C+present+and+possible+future+of+intracranial+EEG+research%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">High-frequency neural activity and human cognition: Past, present and possible future of intracranial EEG research.</a> Prog. Neurobiol. 98, 279-301 (2012).</li>
<li>Gale, J. T., Martinez-Rubio, C., Sheth, S. A., Eskandar, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intra-operative+behavioral+tasks+in+awake+humans+undergoing+deep+brain+stimulation+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Intra-operative behavioral tasks in awake humans undergoing deep brain stimulation surgery.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2011).</li>
</ol>

De auteurs hebben geen conflicten te onthullen.

Hier hebben we een methode voor het uitvoeren van intracraniële elektrofysiologische studies bij mensen als zij zich bezighouden met een gedrags-taak gepresenteerd. Deze methodiek en de eenvoudige permutaties zijn van belang voor het bestuderen van de menselijke beweging en cognitie. Hoewel er sprake inherent voordelen en nadelen aan elke techniek, het opnemen van intracraniële elektroden heeft voordelen ten opzichte van andere elektrofysiologische en beeldvormende technieken. Twee van de belangrijkste voordelen zijn de...

Epilepsie is een van de meest voorkomende hersenaandoeningen, gekenmerkt door chronisch terugkerende aanvallen gevolg van overmatige elektrische ontladingen van groepen neuronen. Epilepsie treft ongeveer 50 miljoen mensen wereldwijd en ongeveer 40% van alle personen met epilepsie hebben hardnekkige aanvallen dat kan helemaal niet worden gecontroleerd door medische therapie 1. Chirurgie kan leiden tot inbeslagname status als de hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan ​​van epileptische aanvallen (de epileptogene zone - EZ) worden gelokaliseerd en operatief verwijderd of ontkoppeld. Om de anatomische locatie van de EZ en de nabijheid van mogelijke corticale en subcorticale gebieden sprekend definiëren een aantal niet-invasieve instrumenten zijn: analyse van beslaglegging semiologie, video-opnamen hoofdhuid elektro (ictal en interictale opnamen), neuropsychologische testen , magneto (MEG) en MRI 2. Bij invasieve gegevens onvoldoende precisely bepalen de locatie van de hypothetische EZ, wanneer het vermoeden bestaat van vroegtijdige betrokkenheid van welsprekende corticale en subcorticale gebieden of wanneer er de mogelijkheid voor multi-focale epilepsie, kan de chronische invasieve monitoring nodig zijn 3,4. Werkwijzen chronische invasieve monitoring voor het definiëren van de locatie en grenzen van een EZ kunnen subduraal rasters en strips met elektroden op het oppervlak van de hersenen en stereo-elektro (SEEG), wanneer meerdere diepte elektroden in de hersenen worden geplaatst in een drie dimensionale mode. Subduraal intracraniële opnames werden in eerste instantie in 1939 toen Penfield en zijn collega&#39;s gebruikte epidurale enkel contact elektroden bij een patiënt met een oude linker temporale-pariëtale fractuur en waarvan pneumoencephalography bekendgemaakt diffuse cerebrale atrofie 5. Vervolgens, het gebruik van subdurale raster arrays steeds populairder na meerdere publicaties in de jaren 1980 demonstreerden hunveiligheid en werkzaamheid 6. De SEEG methode werd ontwikkeld en gepopulariseerd in Frankrijk door Jean Tailarach en Jean Bancaud tijdens de jaren &#39;50 en werd vooral gebruikt in Frankrijk en Italië als de methode van keuze voor invasieve mapping in refractaire focale epilepsie 7-9. Het principe van SEEG is gebaseerd op de anatomisch-electro-klinische correlaties, dat verwijst naar het belangrijkste principe van de 3-dimensionale ruimtelijke en temporele organisatie van de epileptische ontlading in de hersenen in verband met inbeslagneming semiologie. De implantatie strategie is geïndividualiseerd, met plaatsing van de elektroden op basis van een pre-implantatie hypothese dat rekening houdt met de primaire organisatie van de epileptische activiteit en het hypothetische epileptische netwerk betrokken bij de verspreiding van de aanvallen. Volgens verschillende Europese en recente Noord-Amerikaanse rapporten, SEEG methodiek maakt een nauwkeurige opnamen van diepe corticale en subcorticale structuren, meerdere niet-aaneengesloten lobes, en bilaterale verkenningen terwijl het vermijden van de noodzaak voor grote craniotomies 10-15. Daarna worden postoperatieve foto genomen om de exacte anatomische positie van de geïmplanteerde elektroden verkrijgen. Vervolgens werd een controleperiode begint waarin patiënten blijven in het ziekenhuis voor een periode van 1 tot 4 weken om interictale en ictal activiteiten opnemen van de geïmplanteerde elektroden. Deze monitoring periode is een geschikt moment voor het bestuderen van de hersenfunctie met event-related SEEG analyse, omdat er geen extra risico en de patiënt ziet meestal het onderzoek als een welkome executie van het mondaine controleperiode. De opnames vergaard uit intracraniële elektroden zijn niet alleen van vitaal belang om een ​​betere evaluatie en zorg voor epilepsiepatiënten, maar bovendien bieden de uitzonderlijke kans om de menselijke hersenactiviteit te bestuderen tijdens gedragsproblemen paradigma. Verschillende onderzoekers hebben al de mogelijkheid om invasieve opnamen van studeren gerealiseerdepilepsiepatiënten. Hill et al. Gerapporteerd over de methodologie voor het opnemen electrocorticographic (ECoG) signalen van patiënten voor functionele corticale mapping 16. ECoG opnames hebben ook inzicht in de motor-taal koppeling 17. Patiënten met geïmplanteerde diepte elektroden navigatie taken uitgevoerd om de hersenen oscillaties studeren in het geheugen, leren 18 en beweging 19. Depth elektrode opnames werden ook gebruikt om paradigma studeren met anders onbereikbare tijdsresolutie zoals hippocampale opgewekte activiteit 20, neurale activiteit in de standaard modus netwerk 21 en het temporele verloop van de emotionele verwerking 22. Hudry et al bestudeerden patiënten met temporaalkwab epilepsie die SEEG elektroden geïmplanteerd in hun amygdala voor kortdurend olfactorische stimuli bijpassende 23 had. Een andere groep heeft een eenvoudige bewegingen van de ledematen, zoals de hand flexie of eenzijdige beweging van de hand of voet in gezonde brai studeerden plaatsen van epileptische patiënten met geïmplanteerde SEEG 24,25. De hierboven beschreven studies zijn een kleine greep uit een zeer gevarieerde verzameling van relevante literatuur. Er bestaat een onoverkomelijke mogelijkheden om te leren en te begrijpen hoe het menselijk brein werkt met een combinatie van gedrags-taken en intracraniële opnames. Terwijl er andere methoden voor het bereiken van dit doel, intracraniële opnames bezitten een aantal voordelen, waaronder een hoge temporele en ruimtelijke resolutie, alsmede toegang tot diepere structuren. De auteurs hebben tot doel de algemene methodologie te beschrijven voor het opnemen van patiënten met intracraniële elektroden tijdens gedragstaken. Er zijn verschillende afschrikmiddelen en belemmeringen voor succesvolle voltooiing klinisch onderzoek bij patiënten die zorg. Beperkingen, verstorende effecten, en de betekenis van dit onderzoek zal ook worden geïdentificeerd en onderzocht.

<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> Apparatuur die ons lab gebruikte, kan andere apparatuur gebruiken om gegevens te verzamelen</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> Heeft versie r2007b of hoger nodig om Monkeylogic uit te voeren</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> Moet aanwezig zijn om Monkeylogic uit te voeren</td></tr><tr><td>Image Processing Toolbox</td><td>Mathworks Inc</td><td>Image Processing Toolbox</td><td><a href="http://www.mathworks.com/products/image/">http://www.mathworks.com/products/image/</a> Moet aanwezig zijn om Monkeylogic uit te voeren</td></tr><tr><td>Monkeylogic</td><td>Wael Asaad en David Freedman</td><td>Monkeylogic</td><td><a href="http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/">http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/</a> Gratis download, moet MATLAB hebben om uit te voeren</td></tr><tr><td>Chronux&nbsp;</td><td>Medametrics, 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 Analysetoepassing</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&amp;dgc=ST&amp;cid=263756&amp;lid=4781504&amp;acd=12309152537461010">http://www.dell.com/us/business/p/latitude-e5530/pd?ST=dell%20latitude%20e5530&amp;dgc=ST&amp;cid=263756&amp;lid=4781504&amp;acd=12309152537461010</a></td></tr><tr><td>NI Card</td><td>National Instruments</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-Bit, 10 kS/sec Low-Cost Multifunction DAQ</td></tr></tbody></table>

het uitvoeren van behavioral taken in proefpersonen met intracraniële elektroden

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patiënten met stereo-elektro-encefalografie (SEEG) elektrode, subduraal raster of diepte elektrode implantaten hebben een veelheid van elektroden geïmplanteerd in de verschillende gebieden van hun hersenen voor de lokalisatie van hun inbeslagname focus en welsprekende gebieden. Na implantatie, moet de patiënt in het ziekenhuis blijven tot de pathologische gebied van de hersenen wordt gevonden en eventueel gereseceerd. Gedurende deze tijd, deze patiënten bieden een unieke kans om de onderzoeksgemeenschap, omdat een willekeurig aantal gedrags-paradigma&#39;s kunnen worden uitgevoerd om de neurale ontdekken correleert die gids gedrag. Hier presenteren we een methode voor het opnemen van de hersenactiviteit van intracraniële implantaten als onderwerpen het uitvoeren van een gedrags-taak ontworpen om de besluitvorming en beloning codering beoordelen. Alle elektrofysiologische gegevens van de intracraniële elektroden worden geregistreerd in het gedrags-taak, waardoor de behandeling van de vele hersengebieden die betrokken zijn bij een enkele functie op tijdschalen gedrag relevant.Bovendien, en in tegenstelling dierstudies humane patiënten kunnen diverse gedragstaken snel te leren, waardoor de mogelijkheid om meer dan een taak in hetzelfde onderwerp of behoeve van de controle. Ondanks de vele voordelen van deze techniek voor het begrijpen van menselijke hersenfunctie, zijn er ook methodologische beperkingen die we bespreken, waaronder milieufactoren, pijnstillende werking, tijdsdruk en opnames van ziek weefsel. Deze methode kan eenvoudig worden uitgevoerd door een instelling die intracraniële evaluaties uitvoert; het verstrekken van de mogelijkheid om direct te onderzoeken menselijke hersenfunctie tijdens gedrag.

In deze resultaten presenteren we de analyse van de SEEG gegevens van het limbische systeem meegenomen in een onderwerp spelen War taak. We kunnen zien dat diverse aspecten van de oorlog Task roepen significante gamma-band (40 - 150 Hz) modulatie in het limbische systeem (figuur 1). Zoals te zien is, in de visuele cortex, de presentatie van een object op het scherm resultaten in een snel latency (~ 200 msec) brede band respons, ongeacht de taak contingentie. Bovendien lijkt er verschillen in de duur van...

Patiënten geïmplanteerd met intracraniële elektroden bieden een unieke kans om neurologische gegevens uit verschillende gebieden van de hersenen nemen terwijl de patiënt voert gedragstaken. Hier presenteren we een methode van het opnemen van geïmplanteerde patiënten die reproduceerbaar bij andere instellingen kunnen zijn die toegang hebben tot deze patiëntengroep.

Het uitvoeren van Behavioral Taken in Proefpersonen met intracraniële elektroden

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

Het algemene doel van het volgende experiment is om te beoordelen hoe de hersenen beslissingen coderen door het kaartspel oorlog te spelen. Dit wordt bereikt door de patiënten een besluitvormingsspel te laten spelen terwijl de hersenactiviteit wordt opgenomen vanuit meerdere intercraniale elektroden die chirurgisch zijn geïmplanteerd voor klinische doeleinden. Als tweede stap worden de gegevens offline geanalyseerd om de bevindingen te interpreteren.Er worden resultaten verkregen die significante gammabandmodulatie in het limbisch systeem laten zien op basis van powerspectrumanalyse. Het belangrijkste voordeel van deze techniek boven anderen zoals FMRI, PET of MEG is dat het zowel hoge ruimtelijke als temporele resolutie biedt, terwijl anderen slechts een van de twee bieden. Dus deze methode kan helpen bij het beantwoorden van enkele belangrijke vragen op het gebied van neurowetenschappen met betrekking tot cognitieve e motorische controle, evenals enkele belangrijke vragen over hersenconnectiviteit.Welnu, het is belangrijk bij het uitvoeren van deze experimenten om zowel flexibel als geduldig te zijn. Aangezien de patiënten maaltijden kunnen moeten nuttigen, kunnen ze klinische afspraken hebben waarbij ze mogelijk een epileptische aanval kunnen krijgen. Deze methode is ontworpen om inzichten te bieden in hoe de hersenen beslissingen coderen.Het kan ook worden toegepast op verschillende hersenfuncties zoals taalfunctie of motorische geheugen. De reden waarom we deze ervaring doen, is omdat we een groot aantal patiënten hebben die we implanteren met keelholten en techniek, ook bekend als SEG. Dus we implanteren gebieden die nog nooit eerder zijn geïmplanteerd om de epileptische aanvallen te lokaliseren, en we kunnen de gelegenheid grijpen om die gebieden te bestuderen.Ook, je doet dit unieke en zeer interessante onderzoek Begin met het evalueren van patiënten met refractaire epilepsie in aanmerking voor intracraniale elektrode-implantatie. Als de patiënt een goede kandidaat is voor de invasieve chirurgie, analyseer dan de bestaande MRI, PET en Meg van de patiënt, samen met de epileptische pathologie om de plaatsing van de elektroden te optimaliseren. Identificeer vervolgens de in aanmerking komende patiënten volgens het goedgekeurde IRB-protocol op basis van de inclusie- en exclusiecriteria.Ontmoet vervolgens de patiënten in de kliniek en verkrijg schriftelijke en geïnformeerde toestemming. Vóór alle onderzoeksactiviteiten. Leg de studie uit aan het onderwerp en benadruk dat deelname strikt vrijwillig is en op geen enkele manier van invloed zal zijn op de klinische zorg.Informeer ook de patiënt dat hun informatie anoniem en vertrouwelijk zal blijven en dat ze op elk moment kunnen stoppen met deelnemen aan de studie. Onder geen enkele omstandigheid omvat het gedragssysteem een FD, een goedgekeurde robotarm voor patiëntinteractie, een laptopcomputer om het gedragsprogramma te bedienen, een monitor om de taakstimuli aan de patiënt te presenteren en een data-acquisitiesysteem om de elektrofysiologische en gedragsgegevens op te slaan voordat de apparatuur de patiëntenkamer in wordt gebracht, zorg ervoor dat er voldoende ruimte beschikbaar is evenals toegang tot de noodzakelijke stopcontacten. Controleer ook of alle apparatuur en draden klaar zijn om de installatie te versnellen.Wanneer de patiënt klaar is, brengt u het gedragssysteem de kamer in en begint u het gedragssysteem en de robotarm op te starten. Verbind de digitale gebeurtenismerkenuitvoer van de gedragscomputer met de DC-kanalen van het elektrofysiologische acquisitiesysteem. Dit zal de opgenomen stereo elektro-encefalografiesignalen tijdsloten met gedragsevenementmarkeringen.Het is het beste om een apart elektrofysiologisch acquisitiesysteem te gebruiken dat bestemd is voor onderzoeksdoeleinden, zoals hier getoond. Vervolgens kalibreert u de robotarm en positioneert u deze zodat het bewegingsbereik comfortabel is voor de patiënt. Zodra alle apparatuur op zijn plaats is, neemt u voorzorgsmaatregelen zodat de patiënten zichzelf niet kunnen schaden in het geval van een epileptische aanval.Zorg tijdens de taak dat de noodstopknoppen gemakkelijk toegankelijk zijn voor de onderzoekers gedurende de gehele gedragstaak. Na voltooiing van de opstelling van de rig en kalibratie van het interfaceapparaat, legt u de gedragstaak uit aan de patiënt en laat u de patiënt de taak oefenen. We gebruikten een gedragstaak die vergelijkbaar was met het kinderspel oorlog.Vraag de patiënt om inzetten te plaatsen over of hun kaart hoger is dan de kaart van de computer. Dus we gaan het spel eerst tegen de computer spelen. Dus in wezen is deze taak als het kinderspel van oorlog waarin je probeert de computer te verslaan.Maar in dit geval, om het gemakkelijker te maken, gebruiken we de twee kaart, de vier kaart zes, de acht en de 10 kaart in plaats van eventuele kaarten met een portret en de manier waarop het spel werkt. Als je denkt dat je gaat winnen, zet je een hoge inzet. Als je denkt dat je gaat verliezen, zet je een lage inzet en je maakt je inzet door deze robotarm te bewegen om een doel op het scherm te raken.En als je wint, als je wint, win je het geld. Als je verliest, verlies je het geld. De keuze van de inzet is gebaseerd op de perceptie van de patiënt van de relatieve waarde van hun kaart.We hebben het spel vereenvoudigd door alleen kaarten van één soort te gebruiken en het deck te beperken tot de 2, 4, 6, 8 en 10 genummerde kaarten. Tijdens de taak. Toon een fixatiewachtrij op het scherm gedurende 350 milliseconden.Zorg ervoor dat de patiënt de cursor boven de fixatiemarkering houdt om de taak te starten. Vervolgens moet de stimulus gedurende 1000 milliseconden worden gepresenteerd. Laat de patiënt hun kaart zien met de kaart van de computer er naast, met de achterkant naar beneden.Na het verdwijnen van de kaart. Toon een go-wachtrij die twee opties weergeeft en de patiënt vraagt ​​om in te zetten op 5 of 20 op basis van hun kaart. Vraag de patiënt om de in

performing-behavioral-tasks-in-subjects-with-intracranial-electrodes

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Deep brain stimulation operatie biedt een unieke gelegenheid om informatie te coderen te onderzoeken in het menselijk brein wakker. Dit artikel beschrijft intra-operatieve methoden die worden gebruikt om cognitieve en gedragsmatige taken uit te voeren, terwijl tegelijkertijd het verwerven van fysiologische gegevens, zoals EMG, single-unit neuronale activiteit en / of lokale veld potentialen.

Intra-operatieve Behavioral Taken in Awake Mensen ondergaan Deep Brain Stimulation Chirurgie

This video demonstrates the process of recording cortical and subcortical neuronal activity using electroencephalography (EEG) and deep brain stimulation (DBS) electrodes during an attention-based visual stimulation test.

Recording Cortical and Subcortical Neuronal Activity Using Electrode Systems

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.

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

Het huidige protocol is gericht op het beoordelen van cognitief-emotionele functies in de basale ganglia door gelijktijdige neurofysiologische registratie van lokale veldpotentialen en niet-invasieve hersenactiviteit in de cortex (EEG). De procedure wordt geïllustreerd door het gebruik van paradigma's met spraakstimuli met emotionele connotatie of de Flanker-taak die cognitieve controle betreft.

Gecombineerd Invasieve Subcortical en niet-invasieve Surface Neurofysiologische Opnames voor de evaluatie van cognitieve en emotionele functies in Humans

Deze procedure voert langdurige in vivo intracellulaire recordings uit één neuronen in fysiologisch relevante cerebrale staten en na volledige afschaffing van lopende elektrische activiteiten, waardoor een isoelektrisch hersentoestand. De fysiologische constanten van het dier worden zorgvuldig gecontroleerd tijdens de overgang naar de kunstmatige comateuze toestand.

Inductie van een iso-elektrisch Brain staat om de impact van endogene synaptische activiteit op neuronale Exciteerbaarheid Onderzoek<em&gt; In Vivo</em

Dit protocol beschrijft een chirurgische set-up voor een permanente epicranial-elektrode-aansluiting en een geïmplanteerde borst-elektrode in knaagdieren. Door het plaatsen van een tweede elektrode in het stopcontact, kunnen verschillende soorten elektrische hersenstimulatie transcranial worden afgeleverd bij het locomotorisch stelsel in alert dieren via de intacte schedel.

Transcraniële elektrische hersenstimulatie bij Alert knaagdieren

Dit gedetailleerde protocol beschrijft transcraniale stimulatie de plaatsing van de elektroden op het bot temporale te onderzoeken van de effecten op korte en lange termijn van de elektrische stimulatie transcranial in ratten vrij te verplaatsen.

Chronische Transcraniële elektrische stimulatie en Intracortical opname in ratten

We hebben aangetoond dat de innesteling van een micro-elektrode in de motorschors van ratten onmiddellijke en duurzame motor tekorten veroorzaakt. De methoden voorgesteld hierin overzicht een micro-elektrode implantatie chirurgie en drie knaagdier gedrags taken ophelderen van eventuele veranderingen in de fijne of grove motorische functie als gevolg van de implantatie-veroorzaakt schade aan de motorische cortex.

Knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors Rat

We beschrijven een protocol voor het beoordelen van dosis-responscurves voor extracraniële stimulatie in termen van elektrische veldmetingen van de hersenen en een relevante biomarker-cerebrale bloedstroom. Aangezien dit protocol invasieve elektroden in de hersenen plaatst, is algemene anesthesie nodig, waarbij spontane ademhaling de voorkeur heeft boven gecontroleerde ademhaling.

Plaatsing van extracraniële stimulerende elektroden en meting van cerebrale bloedstroom en intracraniële elektrische velden bij verdoofde muizen

Dit protocol presenteert een op microcontrollers gebaseerde gedragsbox om prepulsinhibitie (PPI) te beoordelen door versnellingsgegevens te verzamelen van een sensor onder de box. Deze gegevens evalueren sensorische poorttekorten bij sociaal geïsoleerde ratten, met een toegevoegde methode voor het synchroniseren van gegevens met neuronale activiteit om neurofysiologische studies naar gedragsstoornissen vooruit te helpen.

Het ontwikkelen van een gedragsbox voor het beoordelen van prepulsinhibitie en neurale activiteit in psychiatrische diermodellen

Leer hoe hersenactiviteit wordt gemeten tijdens besluitvorming met intracraniële elektroden. Deze methode biedt hoge ruimtelijke en temporele resolutie voor onderzoek naar cognitieve en motorische controle.

Het uitvoeren van Behavioral Taken in Proefpersonen met intracraniële elektroden

Meer video's verkennen