Исследование функции Deep корковых и подкорковых структур с использованием Стереотаксическая Электроэнцефалография: Уроки от коры передней части поясной извилины

Summary

Стереотаксическая электроэнцефалография (Зег) является оперативная техника, используемая в хирургии эпилепсии, чтобы помочь локализовать эпилептического фокуса. Она также предоставляет уникальную возможность исследовать функцию мозга. Здесь мы опишем, как Зег может быть использован для исследования когнитивных процессов у человека.

Abstract

Стереотаксическая электроэнцефалография (Зег) является метод, используемый для локализации эпилептического фокуса у пациентов с медицинской точки резистентной эпилепсией. Эта процедура включает в себя хронический размещение множества электродов глубины в областях головного мозга, как правило, с помощью недоступного субдуральной размещения сетки электрода. Таким образом, Зег предоставляет уникальную возможность исследовать функцию мозга. В этой статье мы покажем, как Зег могут быть использованы для изучения роли спинной передней поясной коры (DACC) в когнитивный контроль. Мы включать в себя описание процедуры Зег, демонстрируя хирургическое размещение электродов. Мы описываем компоненты и процесс, необходимый для записи потенциальную локальное поле данных (LFP) с согласия субъектов, когда они участвуют в поведенческой задачи. В приведенном примере, предметы играют познавательной задачи помех, и показано, как сигналы записываются и анализируются с электродами в спинной передней поясной коры, области интималенно участвовать в процессе принятия решений. В заключение дальнейших предложений способов, в которых этот метод может быть использован для исследования когнитивных процессов человека.

Introduction

Эпилепсия, общая неврологическое расстройство характеризуется множественными повторяющиеся припадки с течением времени, приходится 1% мирового бремени болезней ^1. Противоэпилептические лекарства не управлять приступами в 20 - 30% пациентов ^2,3. В этих медицинской неразрешимыми пациентов, эпилепсия хирургия часто указано ^4,5. Решение о проведении операции требуется размещения фокус захват, что является предпосылкой для формулирования хирургического плана. Первоначально неинвазивные методы используются для lateralize и локализовать фокус захват. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ), например, меры электрической активности коры головного мозга за....

Protocol

Убедитесь, что каждый пациент рассматривается на предмет пригодности для научного исследования, и соответствующие пациенты должны быть согласие на участие в исследовании в соответствии с местными IRB процедур.

1. Отбор пациентов для Зег и исследований

1. Отбор пациентов для Зег
   Примечание: Эпилепсия пациенты должны быть клинически оценивали по междисциплинарной команды, состоящей из epileptologists, нейропсихологов и нейрохирургов.
   1. Убедитесь, что пациент имеет медицинской огнеупорный фокальной эпилепсии, которая определяется как неспособность реагировать на, по меньшей мере 2 адекватных исследований анти-эпилептиче....

Results

После того, как пациент выбран для размещения Зег электрода, он / она претерпевает объемное T2 и T1 контраст МРТ. Зег электродов траектории, то планируется с помощью стереотаксической навигации объемных последовательностей МРТ (рис 1). Этот метод позволяет для сбора локальных потенциалов поля от глубоких структур в коре головного мозга, таких как спинной передней поясной коры (оранжевый траектории света, рис 1), что не было бы возможно при типичного размещения поверхности электрода. Пос.......

Discussion

В данной работе SEEG был использован для исследования активности локальных нейронных популяций в dACC во время задачи принятия решений у человека. В предыдущей работе исследовалась активность отдельных нейронов в dACC с использованием интраоперационных микроэлектронных записей ¹⁴ и было продемонстрировано, что активность dACC модулируется предыдущей активностью. Исследования микроэлектродов позволяют исследовать спайковую активность отдельных нейронов. SEEG измеряет LFP, которые связаны с суммированными синапт.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Триггерный кабель ввода-вывода	Natus Medical Inc.	Кабель 5029	PS2 — BNC
кабели BNC для аналоговых импульсов			можно заказать в большинстве магазинов электроники.
Удлинитель с защитой от перенапряжения и резервным питанием	от батареи Tripp Lite	SMART500RT1U UPC	Источник питания и резервное копирование
National Instruments Многофункциональный блок сбора данных сбора данных NI PCIe-6382 Карты сбора данных	National Instruments	PCIe-6382 с BNC 2090A	PCI карты для интерфейса управления поведением
Изготовленный на заказ кнопочный блок - устройство с человеческим интерфейсом			Можно использовать любое устройство с человеческим интерфейсом и тремя кнопками. В качестве альтернативы можно использовать 3 кнопки клавиатуры.
128-канальная система клинического внутричерепного мониторинга ЭЭГ Xltek EMU128FS	Natus Medical Inc.	002047c	Система клинической регистрации
Монитор субъекта и соответствующие кабели для представления визуальных стимулов	Dell	U2212HMc	Здесь достаточно большинства мониторов.
Персональный процессор запускает поведенческое программное обеспечение с установленными платами сбора данных	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	Компьютер для записи нейронных данных
Сетевой кабель для монитора			Обычно идет в комплекте с монитором, можно приобрести в любом магазине электроники.
Программное обеспечение Monkey Logic, работающее на Matlab 2010A			Бесплатное веб-сайт MonkeyLogic
программное обеспечение MATLAB 2010a с набором инструментов для сбора данных	Программное обеспечение Mathworks		Matlab
sEEG электроды AD TECH или PMT	AD TECH	2102-##-101	Платиновый наконечник, диаметр (0,89 мм, 1 мм, 1,1 мм), неизолированная длина 2,3 мм; Символ ## в каталожном номере обозначает количество контактов на электроде (08, 10, 12 или 16)
Разъемы Cabrio	PMT	2125-##-01	Символ ## в каталожном номере указывает на количество контактов на электроде (08, 10, 12 или 16)
Усилитель Tucker Davis Technologies Усилитель	Tucker Davs Technologies	PZ5	Предусилитель для нейронных данных
Процессор Tucker Davis Technologies	Tucker Davs Technologies	RZ2	Процессор нейронных сигналов для нейронных данных
TuckerDavis Technologies Стример данных	TuckerDavs Technologies	RS4	Стример и накопители
данных Волоконно-оптические кабели для подключения систем TDT	Tucker Davs Technologies	F05	Волоконно-оптические кабели для подключения продукции Tucker Davis Technologies.
Ленточный кабель и защелкивающийся последовательный разъем для цифровых маркеров			Можно заказать в магазинах электроники OST.
персональный компьютер для работы с программным обеспечением TDT RPvdsEx и OpenEx	Superlogics	SL-2U-PD-Q87SLQ-BA	компьютер для управления поведением
среднеатлантический серверный шкаф с роликами	Middle Atlantic Products	PTRK-21	Серверный кейс для размещения всех исследовательских предметов
Tucker Davis Technologies сплиттер бокс для разделения клинических и исследовательских исследований	Tucker Davs Technologies		Этот разветвитель является полузаказным устройством. Исследователи должны проконсультироваться с лечащими неврологами о разделении исследований и клинических записей таким образом, чтобы это не мешало клинической помощи.
Монитор исследователя с необходимыми кабелями	Dell	U2212HMc	Здесь достаточно большинства мониторов.
кнопочная коробка источник питания - 5 вольт, 2 ампера			Можно приобрести в любом магазине электроники.
Оптический интерфейс TDT PCI карта	Tucker Davs Technologies	P05