Investigar a função do Deep Cortical e estruturas subcorticais Usando estereotáxica Eletroencefalografia: Lições da Cortex cingulado anterior

Summary

Estereotáxica eletroencefalografia (EEG) é uma técnica cirúrgica utilizada na cirurgia de epilepsia para ajudar a localizar apreensão focos. Ele também oferece uma oportunidade única de investigar a função cerebral. Aqui descrevemos como EEG pode ser utilizado para investigar os processos cognitivos em sujeitos humanos.

Abstract

Estereotáxica eletroencefalografia (EEG) é uma técnica utilizada para localizar focos das crises em pacientes com epilepsia clinicamente intratável. Este procedimento envolve a colocação crônica de múltiplos eletrodos de profundidade em regiões do cérebro normalmente inacessíveis via colocação de eletrodos grade subdural. SEEG proporciona, assim, uma oportunidade única para investigar o funcionamento do cérebro. Neste artigo é demonstrar como SEEG pode ser usado para investigar o papel do córtex cingulado anterior dorsal (DACC) no controle cognitivo. Nós incluímos uma descrição do procedimento SEEG, demonstrando a cirurgia de colocação de eletrodos. Nós descrevemos os componentes e processos necessários para registrar potencial de campo local de dados (LFP) de consentir assuntos enquanto eles estão envolvidos em uma tarefa comportamental. No exemplo citado, os indivíduos desempenham uma tarefa interferência cognitiva, e demonstramos como sinais são registrados e analisados ​​a partir de eletrodos no córtex cingulado anterior dorsal, uma área intimtamente envolvidos na tomada de decisão. Concluímos com outras sugestões de maneiras em que este método pode ser usado para a investigação de processos cognitivos humanos.

Introduction

A epilepsia, uma doença neurológica comum caracterizada por múltiplas crises recorrentes ao longo do tempo, é responsável por 1% da carga mundial de doenças ^1. Medicamentos anti-epilépticos não conseguem controlar as crises em 20 - 30% dos pacientes ^2,3. Nesses pacientes clinicamente intratável, a cirurgia de epilepsia é muitas vezes indicado ^4,5. A decisão de prosseguir com a cirurgia requer localizar o foco de apreensão, um pré-requisito para a formulação de um plano cirúrgico. Inicialmente, técnicas não-invasivas são usadas para lateralizar e localizar o foco de apreensão. Eletroencefalografia (EEG), por exemplo, medidas cortical a....

Protocol

Certifique-se de que cada paciente é revisado para adequação ao estudo de pesquisa, e os pacientes apropriados devem ser consentido para a participação no estudo de acordo com os procedimentos do IRB locais.

1. Seleção de Pacientes para SEEG e Pesquisa

1. Seleção de Pacientes para SEEG
   Nota: Os pacientes com epilepsia devem ser avaliados clinicamente por uma equipe multidisciplinar, composta por Epileptologists, neuropsicólogos e neurocirurgiões.
   1. Certifique-se de que o paciente tem epilepsia focal refratária, definida como a incapacidade de responder a, pelo menos, dois ensaios adequados de medicamentos anti-epilép....

Results

Uma vez que um paciente for selecionado para a colocação do eletrodo SEEG, ele / ela passa por uma volumétrica T2 e T1 contraste RM. SEEG trajetórias de eléctrodos são então planejado usando a navegação stereotactic das seqüências de RM volumétricos (Figura 1). Esta técnica permite a recolha de potenciais de campo locais de estruturas profundas dentro do córtex, como dorsal córtex cingulado anterior (luz laranja trajetória, a Figura 1), que não seria possível com a colocação típica elet.......

Discussion

Neste trabalho SEEG foi utilizada para investigar a atividade de populações neuronais locais no DACC durante uma tarefa de tomada de decisões em humanos. Os trabalhos anteriores investigaram a atividade de neurônios individuais no DACC usando gravações microelectode intra-operatórias ¹⁴ e demonstraram que a atividade DACC é modulado pela atividade anterior. Estudos microeletrodos possibilitar a investigação da atividade spiking de neurônios individuais. SEEG mede LFPs, que estão relacionados com os potenciais.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cabo de E/S de gatilho	Natus Medical Inc.	5029	PS2 para cabo BNC
Cabos BNC para pulsos analógicos			Podem ser encomendados na maioria das lojas de eletrônicos.
Filtro de linha com proteção contra surtos e backup	de bateria Tripp Lite	SMART500RT1U UPC	Fonte de alimentação e backup
Caixa de aquisição de dados DAQ multifuncional National Instruments Cartões DAQ NI PCIe-6382	Instruments	PCIe-6382 com cartões PCI BNC 2090A	para interface de controle comportamental
de botões personalizada - dispositivo			de interface humanaQualquer dispositivo de interface humana com três botões pode ser usado. Alternativamente, 3 botões do teclado podem ser usados.
Sistema de monitoramento clínico de EEG intracraniano de 128 canais Xltek EMU128FS	Natus Medical Inc.	002047c	Sistema de registro clínico
Monitor de sujeito e cabos associados para apresentação de estímulo visual	Dell	U2212HMc	A maioria dos monitores é adequada aqui.
Computador pessoal executando software comportamental com cartões DAQ instalados	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	Computador para gravação de dados neurais
Cabo principal para monitor			Geralmente vem com o monitor, pode ser comprado em qualquer loja de eletrônicos.
Software Monkey Logic que roda no Matlab 2010A			Gratuito do site da MonkeyLogic
Software MATLAB 2010a com caixa de ferramentas de aquisição de dados	Software Mathworks		Matlab
eletrodos sEEG AD TECH ou PMT	AD TECH	2102-##-101	Ponta de platina, diâmetro (0,89 mm, 1 mm, 1,1 mm), comprimento não isolado 2,3 mm; O ## no número de catálogo indica o número de contatos no eletrodo (08, 10, 12 ou 16)
Conectores Cabrio	PMT	2125-##-01	O ## no número de catálogo indica o número de contatos no eletrodo (08, 10, 12 ou 16)
Amplificador Tucker Davis	Tucker Davs Technologies	PZ5	para dados neurais
Processador Tucker Davis Technologies	Tucker Davs Technologies	RZ2	Processador de sinal neural para dados neurais
TuckerDavis Technologies streamer de dados	Tucker Davs Technologies	RS4	Streamer de dados e armazenamento
Cabos de fibra óptica para conectar sistemas TDT	Tucker Davs Technologies	F05	Cabos de fibra óptica para conectar os produtos da Tucker Davis Technologies.
cabo de fita e conector serial de encaixe para marcadores			Pode ser encomendado em lojas de eletrônicos ost.
computador pessoal para rodar o software TDT RPvdsEx e OpenEx	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	computador para controle comportamental
gabinete de servidor Middle Atlantic com rodízios	Middle Atlantic Products	PTRK-21	Caixa de servidor para abrigar todos os itens de pesquisa
Caixa divisora Tucker Davis Technologies para dividir recrodings clínicos e de pesquisa	Tucker Davs Technologies		Esta caixa divisora é um dispositivo semi-personalizado. Os pesquisadores devem consultar os neurologistas assistentes sobre como dividir a pesquisa e os registros clínicos de uma forma que não interfira no atendimento clínico.
Monitor pesquisador com cabos necessários	Dell	U2212HMc	A maioria dos monitores são adequados aqui.
fonte de alimentação da caixa de botões - 5 volts, 2 amperes			Pode ser comprado em qualquer loja de eletrônicos.
Placa PCI de interface óptica TDT	Tucker Davs Technologies	P05