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

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы записать электрофизиологические сигналы из глубины мозга. Это достигается путем предварительного размещения электродов в целевых областях. Затем установка для сбора данных устанавливается у постели пациента, и пациент инструктируется, как выполнить простую когнитивную задачу на последнем этапе.

Электрофизиологические сигналы записываются через электроды, пока пациент выполняет задачу. В конечном счете, многоконический спектральный анализ используется для демонстрации вариаций в локальном поле, потенциальной активности в дорсальной передней поясной коре, в зависимости от сложности когнитивной задачи. Преимущество стерео голографии перед другими методами записи, такими как имплантация субдуральной решетки, заключается в том, что с помощью стерео ЭЭГ у нас есть доступ к глубоким структурам мозга.

Это является клиническим преимуществом, когда мы думаем, что судороги могут возникать из-за этих глубоких структур, а также с точки зрения исследований, потому что это дает нам доступ к областям мозга, к которым у нас нет доступа. В противном случае отбор пациента имеет решающее значение, поскольку эта методика особенно подходит для локализации приступов, исходящих из глубоких корковых и подкорковых структур. Подобные записи могут помочь нам ответить на ключевые вопросы в области эпилепсии, например, с чего начинаются припадки?

Где распространяются судороги и как мы картируем эти районы? Используя стандартные методы ЭЭГ, этот метод может дать представление об эпилепсии и возникновении припадков, а также мы можем применить его к другим аспектам нейробиологии, таким как познание, память и социальная осведомленность. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности с компонентом сбора данных, потому что получение электрофизиологических сигналов может быть сложным.

После компьютерной томографии пациента возвращают в операционную и подготавливают операционное поле в соответствии с обычными стерильными методами. Далее с помощью напечатанных стереотаксических координат из сканирования задают координаты для первого электрода глубины на каркасе головы в боковой вертикальной и передней задней плоскостях. Координаты проверяются и при необходимости изменяются хирургом, так как с помощью компьютерной рабочей станции в операционной с помощью направляющего блока определите место введения на коже и отметьте это положение маркером.

Введите один-два миллилитра местной анестезии в отмеченный разрез. Затем используйте скальпель номер 11, чтобы надрезать отмеченный разрез до черепа, и используйте монополярное прижигание, направленное с помощью покрытого оптератора, чтобы прижечь дерму и глубокие ткани с помощью направляющего блока. Чтобы сохранить правильную траекторию, создайте отверстие для бора с помощью спирального сверла диаметром 2,1 мм и ручной электрической дрели.

Откройте твердую мозговую оболочку с помощью монополярного прижигания, управляемого зондом оптератора с жестким покрытием, продолжая направлять траекторию с помощью направляющего блока. Вкрутите анкерный болт в отверстие и поместите предварительно отмеренный щуп стилета через анкерный болт, чтобы сделать дорожку для электрода. Затем осторожно переместите электрод на заранее рассчитанную глубину, затянув анкерный болт с крышкой, чтобы зафиксировать электрод, как только он будет на месте.

Чтобы обеспечить адекватную траекторию размещения всех электродов, подведите стерильный драпированный флюороскоп к операционному полю и получите рентгеноскопическое изображение AP. Затем подключите электроды к клинической системе ЭЭГ для проверки соответствующих импедансов. Поместите повязку.

Снимите стереотаксический каркас головы и выведите пациента из наркоза. Чтобы настроить поведенческую задачу, откройте соответствующее поведенческое программное обеспечение и задайте файл условий, предназначенный для выполнения задачи интерференции нескольких источников. Чтобы включить все четыре типа испытаний с одинаковой частотой, нажмите кнопку «Задать условия», чтобы выбрать нужный файл условий.

Затем нажмите кнопку «Тест» в окне отображения, чтобы проверить монитор поведенческого дисплея. Тестовый визуальный стимул должен появиться в течение двух-трех секунд. Далее подключите кнопочный блок к аналоговым входам на плате сбора данных и к источнику питания.

Используйте ленточный кабель, разделенный на девять лент, чтобы подключить восемь лент к портам с нуля по семь на цифровой части ввода-вывода платы сбора данных. Подключение девятой ленты к нулевому порту на цифровой PFI-части платы. Затем установите желаемую частоту дискретизации в программном обеспечении процессора нейронных сигналов.

Например, здесь желаемая частота дискретизации устанавливается равной 50 000 выборок в секунду с псевдонимом и снижается в режиме онлайн до 1000 выборок в секунду. Завершите настройку, подключив усилитель к процессору нейронных сигналов с помощью оптоволоконного кабеля, а процессор нейронных сигналов — к стримеру данных и оптической карте PCI в компьютере сбора нейронных данных с помощью оптоволоконного кабеля. Ключом к успешному сбору данных является тестирование системы обработки сигнала перед входом в палату пациента, чтобы запись могла проходить гладко.

Когда поведенческий монитор готов. Транспортируйте исследовательскую установку в палату пациента, поставив монитор перед пациентом на переносной стол. Подключите монитор к компьютеру поведенческого контроля с помощью стандартного кабеля DVI и разместите записывающую установку в незаметном месте.

Затем подключите исследовательскую систему к распределительной коробке, которая отделяет запись исследования от клинической системы. Затем передайте коробку с кнопками пациенту и проинструктируйте пациента определить цель, нажав соответствующую кнопку. Наконец, нажмите кнопку «Выполнить», чтобы запустить задачу и позволить пациенту выполнить два блока по 150 попыток каждый, используя программное обеспечение процессора нейронных сигналов для управления параметрами записи.

После того, как пациент выбран для установки стереотаксического электрода ЭЭГ, проводится объемная МРТ с контрастным усилением T two и T one. Затем с помощью стереотаксической навигации по объемным последовательностям МРТ планируются траектории стереотаксических электродов ЭЭГ. Этот метод облегчает сбор локальных полевых потенциалов из структур глубоко внутри коры, таких как дорсальная передняя поясная кора, как показано здесь, что было бы невозможно при типичном размещении поверхностных электродов.

После достаточного количества испытаний интерференционных задач с несколькими источниками данные о потенциале локального поля от стереотаксических электродов ЭЭГ в дорсальной передней поясной коре предварительно обрабатываются для выравнивания данных о потенциале локального поля с представлением добротности для дальнейшего анализа. Кроме того, после выравнивания локального поля данные о потенциале могут быть усреднены для изучения изменений в среднем электрофизиологическом ответе между типами испытаний. Впоследствии создаются спектрограммы с несколькими конусами для исследования изменений полос частот с течением времени.

Действительно, исследования ЭЭГ в качестве скальпа показали различные полосы частот в активности, наблюдаемой в дорсальной передней поясной коре. Частотно-временной анализ является важным методом установления связи между электрофизиологическими изменениями, наблюдаемыми в дорсальной передней поясной коре, и соответствующим поведением. После освоения он занимает около двух-трех часов с минимальными сложностями.

При попытке выполнить эту процедуру важно помнить о том, что когнитивная задача должна быть адаптирована к регистрируемой корковой или подкорковой области. После этой процедуры могут быть применены другие методы анализа данных, такие как частотно-временной анализ. Это позволяет нам распутать последствия различных типов нейроколебаний в разное время.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как записывать электрофизиологические сигналы из глубины мозга с помощью стереотаксически размещенных электродов и установки для сбора данных.