Wykorzystanie sakadometrii z głęboką stymulacją mózgu do badania prawidłowych i patologicznych funkcji mózgu

Summary

Ten artykuł opisuje wykorzystanie ilościowego pomiaru ruchów gałek ocznych w połączeniu ze stymulacją ogniskowych obszarów głębokiego mózgu w celu zbadania fizjologii, patofizjologii i mechanizmów głębokiej stymulacji mózgu.

Abstract

Układ okoruchowy obejmuje dużą liczbę obszarów mózgu, w tym części zwojów podstawy, a różne choroby neurodegeneracyjne, w tym choroba Parkinsona i Huntingtona, mogą go zakłócić. Na przykład osoby z chorobą Parkinsona mają tendencję do zwiększonego opóźnienia sakkadowego. W związku z tym ilościowy pomiar wychylnych ruchów gałek ocznych zyskał dużą uwagę jako potencjalny biomarker chorób neurodegeneracyjnych. O wiele więcej można dowiedzieć się o mózgu zarówno w zdrowiu, jak i chorobie, obserwując, co dzieje się z ruchami gałek ocznych, gdy funkcja określonych obszarów mózgu jest zaburzona. Głęboka stymulacja mózgu to interwencja chirurgiczna stosowana w leczeniu szeregu schorzeń neurologicznych, w tym choroby Parkinsona, w której elektrody stymulujące są umieszczane w określonych obszarach mózgu, w tym w kilku miejscach w zwojach podstawy. Następnie można dokonywać pomiarów ruchu gałek ocznych przy wyłączonych i włączonych systemach stymulacyjnych, a wyniki można porównać. Przy odpowiednim projekcie eksperymentalnym podejście to może być wykorzystane do badania patofizjologii leczonej choroby, mechanizmu, za pomocą którego DBS wywiera korzystne skutki, a nawet aspektów normalnej neurofizjologii.

Introduction

W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie wykorzystaniem pomiarów czasu reakcji jako ilościowego i nieinwazyjnego sposobu pozyskiwania informacji o mechanizmach wysokiego poziomu neuronalnego podejmowania decyzji ¹. Jednym z rodzajów czasu reakcji, który został szeroko zbadany, jest czas potrzebny do zainicjowania sakkady po prezentacji bodźca wzrokowego, znany jako opóźnienie sakkadowe. Sakkady to szybkie ruchy gałek ocznych, które występują, gdy szybko przenosimy wzrok z jednego miejsca na drugie. Są to najczęstsze ruchy gałek ocznych, jakie wykonujemy, występujące z częstotliwością zwykle dwóch lub trzech na sekundę. Każda sakkada jest w efekcie decyzją....

Protocol

Lokalna komisja bioetyczna zatwierdziła to badanie i uzyskano od uczestników świadomą zgodę, jak opisano poniżej w sekcji 1.

1. Zgoda uczestnika

1. Przekaż uczestnikom arkusz informacyjny, który szczegółowo wyjaśnia, co będzie obejmować sesja testowa.
2. Po tym, jak uczestnicy będą mieli możliwość przeczytania i omówienia wszelkich pytań, wątpliwości lub innych kwestii związanych z ich udziałem w badaniu, zapoznaj się z nimi przez formularz zgody, wyjaśniając każdy punkt formularza zgody i dając im możliwość zadawania wszelkich pytań, które mogą się mieć. Poproś uczestnika o wypełnienie formularza.

Results

Rysunek 3 pokazuje przykład torkadowych trajektorii ruchu gałek ocznych od pacjenta z chorobą Parkinsona z wszczepionym systemem DBS jądra podwzgórzowego. Dwa wykresy przedstawiają protekady pacjenta z wyłączonym i włączonym systemem stymulatora (wykres dolny). Każdy ślad na wykresach pokazuje trajektorię pojedynczej sakkady, tj. jak zmienia się pozycja oka w stopniach od linii środkowej (oś y) w funkcji czasu (oś x). Zarówno sakkady w lewo, jak i w prawo są poka.......

Discussion

Najważniejszym czynnikiem w uzyskaniu dobrej jakości danych sakkadowych jest upewnienie się, że instrukcje przekazywane uczestnikowi są jasne i precyzyjne. Na przykład, jeśli instrukcje dotyczące zadania antysakkadowego nie są całkowicie jasne, uczestnik prawdopodobnie zamiast tego wykona proskady. Nagrania mogą również ulec zniszczeniu, jeśli uczestnik nie widzi wyraźnie bodźców lub sakkadometr nie jest w stanie dokładnie ocenić pozycji oczu. Tak więc, jeśli dane wydają się być niskiej jakości, eksperymentator powinien .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Urządzenie do sakkadometru	Ober Consulting Poland
Komputer z oprogramowaniem środowiska
, miernik opóźnień do pobierania surowych danych z sakkadometru