Мы описываем метод проведения однонейронных записей с одновременным отслеживанием глаз у людей. Мы демонстрируем полезность этого метода и иллюстрируем, как мы использовали этот подход для получения нейронов в человеческой медиальной височной доле, которая кодирует цели визуального поиска.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Одновременное отслеживание глаз и однонейронные записи у пациентов с эпилепсией человека
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Внутричерепные записи пациентов с неразрешимой эпилепсией дают уникальную возможность изучить активность отдельных человеческих нейронов во время активного поведения. Важным инструментом количественного поведения является отслеживание глаз, которое является незаменимым инструментом для изучения визуального внимания. Тем не менее, отслеживание глаз является сложной задачей для использования одновременно с инвазивной электрофизиологии, и этот подход, следовательно, мало используется. Здесь мы представляем проверенный экспериментальный протокол для проведения однонейронных записей с одновременным отслеживанием глаз у людей. Мы описываем, как системы связаны и оптимальные настройки для записи нейронов и движений глаз. Чтобы проиллюстрировать полезность этого метода, мы подводим итоги, которые стали возможными благодаря этой настройке. Эти данные показывают, как использование отслеживания глаз в задаче визуального поиска с направляемым в памяти позволило нам описать новый класс нейронов, называемых целевыми нейронами, ответ которых отражал внимание сверху вниз к текущей цели поиска. Наконец, мы обсуждаем значение и решения потенциальных проблем этой установки. Вместе наш протокол и результаты показывают, что однонейронные записи с одновременным отслеживанием глаз у людей являются эффективным методом изучения функции человеческого мозга. Она обеспечивает ключевое недостающее звено между нейрофизиологией животных и когнитивной нейронаукой человека.
Введение
Человеческие однонейронные записи являются уникальным и мощным инструментом для изучения функции человеческогомозга с чрезвычайным пространственным и временным разрешением 1. В последнее время, однонейронные записи получили широкое применение в области когнитивной нейронауки, потому что они позволяют прямое исследование когнитивных процессов, центральное место в человеческом познании. Эти записи становятся возможными благодаря клинической необходимости определения положения эпилептических очагов, для которых глубинные электроды временно имплантируются в мозг пациентов с подозрением на очаговую эпилепсию. С помощью этой установки, однонейронные ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Участники
- Набирать нейрохирургических пациентов с неразрешимой эпилепсией, которые проходят размещение внутричерепных электродов для локализации эпилептических припадков.
- Вставьте глубинные электроды со встроенными микропроводами во все клинически указанные целевые места, которые обычно включают подмножество миндалины, гиппокампа, передней cingulate коры и предварительно дополнительной области двигателя. Подробности имплантации смотрите в нашем предыдущем протоколе2.
- Как только пациент возвращается в отделение мониторинга эпилепсии, подключите записывающее оборудование как для макро-, так и для микрозаписей. Это....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Чтобы проиллюстрировать использование вышеупомянутого метода, мы затем кратко описать использование случае, что мы недавно опубликовали8. Мы записали 228 одиночных нейронов из человеческой медиальной височной доли (MTL; миндалина и гиппокамп), в то время как пациенты выполняли задачу визуального поиска(рисунок 3A, B). Во время этой задачи мы исследовали, отличается ли активность нейронов между фиксациями на мишенях и о.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этом протоколе мы описали, как использовать записи с одним нейроном с одновременным отслеживанием глаз, и описали, как мы использовали этот метод для идентификации целевых нейронов в MTL человека.
Настройка включает в себя три компьютера: один выполнение задачи (стимул компьютер), один работает глаз трекер, и один работает системы приобретения. Для синхронизации между тремя системами, параллельный порт используется для отправки TTL триггеры от стимулирующего компьютера к системе электрофизио.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы не заявляют о конфликте интересов.
Благодарности
Мы благодарим всех пациентов за их участие. Это исследование было поддержано Институтом неврологии Рокфеллера, Фондом науки о аутизме и Фондом Даны (для S.W.), наградой NSF CAREER (1554105 в U.R.) и NIH (R01MH10831 и U01NS098961 в U.R.). Спонсоры не принимали никакого значения в разработке, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи. Мы благодарим Джеймса Ли, Эрику Куан и сотрудников Центра моделирования Сидарс-Синай за их помощь в создании демонстрационного видео.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Коробка ответа Cedrus | (https://cedrus.com/) | RB-844 | Кнопочная коробка |
| Dell Ноутбук | Dell (https://dell.com) | Precision 7520 | Стимульный компьютер |
| EyeLink Eye Tracker | SR Research (https://www.sr-research.com) | 1000 Plus Remote с хост-компьютером для ноутбука и креплением на ЖК-кронштейне | Отслеживание взгляда |
| MATLAB | MathWorks Inc | R2016a (RRID: SCR_ 001622) | Анализ данных |
| Neuralynx Нейрофизиологическая система | Neuralynx (https://neuralynx.com) | ATLAS 128 | Electrophysiology |
| Osort | Open source | v4.1 (RRID: SCR_015869) | Алгоритм сортировки спайков |
| Psychophysics Toolbx | Open source | PTB3 ( RRID: SCR_002881) | Набор инструментов Matlab для реализации психофизических экспериментов |
Ссылки
- Fried, I., Rutishauser, U., Cerf, M., Kreiman, G. Single Neuron Studies of the Human Brain: Probing Cognition. , MIT Press. Boston. (2014).
- Minxha, J., Mamelak, A. N., Rutishauser, U. Surgical and Electrophysiological Techniques for Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients. Extracellular Recording Approaches. Sillitoe, R. V. , Springer New ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
