Executar tarefas comportamentais em indivíduos com intracranianos Eletrodos

O objetivo geral do experimento a seguir é avaliar como o cérebro codifica as decisões jogando a guerra do jogo de cartas. Isso é conseguido fazendo com que os pacientes joguem um jogo de tomada de decisão enquanto registram a atividade cerebral de vários eletrodos intercranianos que foram implantados cirurgicamente para fins clínicos. Como segunda etapa, os dados são analisados offline para interpretar as descobertas.

São obtidos resultados que mostram modulação significativa da banda gama no sistema límbico com base na análise do espectro de potência. A principal vantagem dessa técnica sobre outras semelhantes, como FMRI, PET ou MEG, é que ela oferece alta resolução espacial e temporal, enquanto outras oferecem apenas uma ou outra. Portanto, esse método pode ajudar a responder a algumas questões-chave no campo da neurociência envolvendo controle cognitivo e motor, bem como algumas questões-chave na conectividade cerebral.

Bem, é importante ao conduzir esses experimentos ser flexível e paciente. Como os pacientes podem precisar fazer refeições, eles podem ter consultas clínicas onde podem ter uma convulsão. Este método é projetado para fornecer insights sobre como o cérebro codifica as decisões.

Também pode ser aplicado a diferentes funções cerebrais, como função de linguagem ou memória motora. A razão pela qual estamos fazendo essa experiência, porque temos um grande número de pacientes que implantamos com gargantas e técnica, isso também é conhecido como SEG. Então, implantamos áreas que nunca foram implantadas antes para localizar as convulsões, e podemos aproveitar a oportunidade para estudar essas áreas.

Além disso, você está fazendo esta pesquisa única e muito interessante Comece avaliando pacientes com epilepsia refratária em consideração ao implante de eletrodo intracraniano. Se o paciente for um bom candidato para a cirurgia invasiva, analise a ressonância magnética, PET e Meg existentes do paciente, juntamente com a patologia convulsiva, a fim de otimizar a colocação dos eletrodos. Em seguida, identifique os pacientes elegíveis de acordo com o protocolo IRB aprovado com base nos critérios de inclusão e exclusão.

Em seguida, reúna-se com os pacientes na clínica e obtenha o consentimento informado por escrito. Antes de qualquer atividade de pesquisa. Explique o estudo ao sujeito e enfatize que a participação é estritamente voluntária e não afetará de forma alguma o atendimento clínico.

Além disso, informe ao paciente que suas informações permanecerão anônimas e confidenciais e que ele pode cessar a participação no estudo a qualquer momento. Sob nenhuma consequência, o sistema comportamental inclui um FD, um braço robótico aprovado para interação com o paciente, um laptop para controlar o programa comportamental, um monitor para apresentar os estímulos da tarefa ao paciente e um sistema de aquisição de dados para armazenar os dados eletrofisiológicos e comportamentais antes de trazer o equipamento para o quarto do paciente primeiro, garantir que haja espaço suficiente disponível, bem como acesso às tomadas necessárias. Além disso, verifique se todos os equipamentos e fios estão prontos para agilizar a configuração.

Quando o paciente estiver pronto, traga o sistema comportamental para a sala e comece a inicializar o sistema comportamental e o braço robótico. Conecte a saída do marcador de evento digital do computador comportamental aos canais CC do sistema de aquisição eletrofisiológica. Isso bloqueará o tempo dos sinais de eletroencefalografia estéreo gravados com marcadores de eventos comportamentais.

É melhor usar um sistema de aquisição eletrofisiológica separado designado para fins de pesquisa, conforme mostrado aqui. Em seguida, calibre o braço robótico e posicione-o de forma que a amplitude de movimento seja confortável para o paciente. Uma vez que todo o equipamento esteja no lugar, tome precauções para que os pacientes não se machuquem em caso de convulsão.

Durante a tarefa, certifique-se de que os botões de parada de emergência sejam facilmente acessíveis pelos pesquisadores durante toda a tarefa comportamental. Após a conclusão da configuração do equipamento e calibração do dispositivo de interface, explique a tarefa comportamental ao paciente e faça com que o paciente pratique a tarefa. Usamos uma tarefa comportamental semelhante à guerra de jogos infantis.

Peça ao paciente para fazer apostas sobre se o cartão é maior do que o cartão do computador. Então, vamos jogar o jogo antes contra o computador. Então, essencialmente, nessa tarefa, é como o jogo de guerra infantil em que você está tentando vencer o computador.

Mas, neste caso, para facilitar, usamos as duas cartas, as quatro cartas seis, as oito e as 10 cartas em vez de quaisquer cartas com figuras e a forma como o jogo funciona. Se você acha que vai ganhar, você aposta uma aposta alta. Se você acha que vai perder, você aposta uma aposta baixa e faz sua aposta movendo este braço robótico para acertar um alvo na tela.

E se você ganhar, você, se você ganhar, você ganha o dinheiro. Se você perder, você perde o dinheiro. A escolha da aposta é baseada na percepção do paciente sobre o valor relativo de seu cartão.

Simplificamos o jogo usando apenas cartas de um naipe e limitando o baralho às 2, 4, 6, 8 e 10 cartas numeradas. Durante a tarefa. Mostre uma fila de fixação na tela por 350 milissegundos.

Certifique-se de que o paciente mantenha o cursor sobre a marca de fixação para iniciar a tarefa. Em seguida, o estímulo deve ser apresentado por 1000 milissegundos. Permita que o paciente veja seu cartão com o cartão do computador ao lado dele virado para baixo.

Após o desaparecimento do cartão. Mostre uma fila de go exibindo duas opções pedindo ao paciente para apostar 5 ou 20 com base em seu cartão. Peça ao paciente para fazer a aposta movendo o cursor, usando o braço robótico sobre a aposta escolhida.

Randomizou a posição da aposta de tentativa para tentativa para garantir que não haja viés com base na posição Depois que a aposta for selecionada, deve haver um atraso seguido por uma revelação do cartão do computador. Observe se o teste foi uma vitória, derrota ou empate e quanto foi ganho ou perdido. Permita que o paciente pratique até que esteja confiante em seu desempenho e não tenha dúvidas sobre a tarefa antes de gravar.

Primeiro, verifique se as configurações no sistema de aquisição estão adequadamente selecionadas e garantidas. Se o paciente estiver pronto, desligue as luzes da sala e a TV para manter o ruído de fundo no mínimo durante a gravação. Além disso, peça ao paciente que se abstenha de comportamentos como bater o pé, falar ou sacudir as pernas.

Agora comece a tarefa enquanto grava o paciente executando a tarefa. Pedimos ao paciente que execute a tarefa por 30 minutos. A taxa de amostragem do sistema de braço robótico deve ser de um quilohertz e a do sistema de registo SEEG de dois quilohertz.

Após a sessão de aquisição, analise os dados desidentificando primeiro os dados SEEG registrados para garantir que as informações do paciente permaneçam confidenciais e que os dados sejam enviados anonimamente. Em seguida, obtenha as coordenadas das localizações dos eletrodos a partir da tomografia computadorizada pós-operatória e da ressonância magnética pré-operatória, por fim, aplique métodos de análise de sinal para analisar a modulação da atividade cerebral dependente do evento. Aqui você pode ver um espectro de poder de atividade em relação a três épicos diferentes na tarefa de guerra.

A primeira linha descreve a atividade do giro frontal inferior e a segunda linha descreve a atividade do córtex visual. Os tempos zeros dos gráficos em cada coluna representam a aparência das opções de aposta, a aparência da recompensa positiva e a aparência da recompensa negativa. Quando o sujeito faz aposta, o giro frontal inferior não altera significativamente sua atividade.

Em contraste, o córtex visual associado tem uma mudança significativa na faixa de frequência de 60 a 100 hertz, começando aproximadamente 125 milissegundos após a instrução. Quando o sujeito ganha uma mão, há uma modulação de banda estreita significativa na banda de frequência de 40 a 50 hertz no giro frontal inferior. Após cerca de 250 milissegundos, novamente, o associado do córtex visual tem uma mudança significativa na faixa de frequência de 60 a 100 hertz, começando aproximadamente 125 milissegundos.

Após a instrução. Aqui, o sujeito perdeu a mão. Ao contrário da mão do vento, o giro frontal inferior não responde, enquanto o córtex visual associativo, mais uma vez, tem uma mudança significativa.

Portanto, é importante lembrar ao tentar esse procedimento que você deve sempre manter a confidencialidade do paciente, o conforto do paciente e respeitar os desejos do paciente se ele optar por não participar. A qualquer momento neste procedimento Após o procedimento, os dados podem ser analisados com vários métodos para investigar a natureza precisa da comunicação cerebral. Portanto, os dados podem ser usados para testar muitas hipóteses diferentes.

Os dados que coletamos nesses experimentos podem ser usados por uma variedade de cientistas diferentes, por exemplo, neurocientistas, bem como cientistas comportamentais e computacionais. Depois de assistir a este vídeo, você deve ser capaz de realizar tarefas comportamentais em pacientes implantados com eletrodos SEEG Na Unidade de Monitoramento de Epilepsia, o design da tarefa pode ser modificado para estudar muitos modos diferentes de comportamento humano e doença. Inicialmente, foi um pouco difícil configurar tudo, selecionar os pacientes, conseguir a tarefa correta, mas no final, foi um dia muito produtivo.