Summary
두개의 전극 이식 환자는 환자가 행동 작업을 수행하는 동안 뇌의 여러 영역에서 신경 학적 데이터를 기록 할 수있는 독특한 기회를 제공한다. 여기서, 우리는이 환자 집단에 대한 액세스, 다른 기관에서 재현 할 수 이식 환자에서의 기록 방법을 제시한다.
Abstract
스테레오 뇌파 (SEEG) 전극, 경막 그리드 또는 깊이 전극 임플란트를 가진 환자는 발작 초점과 웅변 분야의 국산화에 대한 뇌의 다른 영역에 이식 전극의 다수가 있습니다. 뇌의 병적 인 영역을 찾을 가능성이 절제 될 때까지 주입 한 후, 환자는 병원에 남아 있어야합니다. 행동 패러다임의 숫자가 신경을 밝히기 위해 수행되는 가이드 동작을 연관 될 수 있기 때문에이 기간 동안 환자는 연구 커뮤니티에 대한 독특한 기회를 제공합니다. 피험자는 의사 결정 및 보상 인코딩을 평가하기위한 작업을 수행 행동으로서 여기에서는 두개 임플란트로부터 뇌의 활동을 기록하기위한 방법을 제시한다. 두개 내 전극의 모든 전기 생리 데이터는 한 번에 하나의 기능에 관련된 여러 뇌 영역의 시험을 허용, 행동 작업 중에 동작에 관련된 비늘 기록됩니다.또한, 동물 실험과는 달리, 인간 환자에서 동일한 피사체 또는 수행 제어에 대해 둘 이상의 태스크를 수행 할 수있는 능력을 허용 신속 행동 다양한 작업을 배울 수있다. 인간의 뇌 기능을 이해하기위한이 기술의 많은 장점에도 불구하고, 병에 걸린 조직에서 환경 적 요인, 진통 효과, 시간 제약 등을 포함하고, 우리는 논의 방법론적인 한계도있다. 이 방법은 쉽게 두개강 평가를 수행하는 기관에 의해 구현 될 수있다; 직접 동작 중에 인간의 뇌 기능을 조사 할 수있는 기회를 제공한다.
Introduction
간질은 신경 세포 집단에서의 과도한 전기적 방전으로 인한 만성 재발 성 발작이 특징으로, 가장 흔한 뇌 질환 중 하나입니다. 간질은 전 세계적으로 50,000,000명 간질을 가진 모든 사람의 약 40 %를 완전히 약물 치료 (1)에 의해 제어 할 수없는 어려운 발작이 영향을 미칩니다. 지역화 및 수술 제거하거나 연결이 끊어 - 발작의 발생 (EZ 간질 영역)을 담당하는 뇌 영역이 경우 수술은 발작이 자유로운 상태가 발생할 수 있습니다. 해부학 EZ의 위치와 가능 피질 및 피질 하 웅변 지역과의 근접성을 정의하기 위해, 비 침습적 도구의 배열을 사용할 수 있습니다 발작 기호학, 비디오 두피 뇌파 전위 기록 (발작 및 간기 녹음), 신경 심리 검사의 분석 , 인 자기 (MEG)와 MRI 2. 비 침습적 데이터는 precisel 부족하면웅변 피질 및 피질 하 영역 또는 다중 초점 발작에 대한 가능성이있을 때, 만성 침습적 모니터링 3,4 요구 될 수의 조기 개입 의심 될 때 Y는 가상 EZ의 위치를 정의한다.
여러 깊이 전극을 3 ~ 뇌에 위치 경막 격자 스트립, 뇌의 표면 상에 배치 된 전극과 입체 뇌파 (SEEG)를 포함 할 수있다 EZ의 위치와 경계를 정의하기위한 만성 침습적 모니터링 방법 차원 패션. 펜 필드와 동료는 누구 pneumoencephalography 확산 대뇌 위축 다섯 공개 된 왼쪽 시간적 정수리 골절 환자에서 경막 외 단일 접촉 전극을 사용하는 경우 경막 두개 내 녹음은 처음 1939 년에보고되었다. 1980 년대 입증 동안 그 후, 경막 그리드 어레이의 사용은 여러 게시 후 더 인기가 자신의안전성과 효능 6. SEEG 방법을 개발하고 진 Tailarach와 Jean Bancaud에 의해 프랑스에서 대중화 된 50 년대에 주로 내화 초점 간질 7-9의 침략 매핑에 대한 선택의 방법으로 프랑스와 이탈리아에서 사용되었습니다했다.
SEEG의 원리는 발작 기호학를 관련 뇌에서 주요 원리로서 간질 방전의 3 - 차원 시공간 조직을 얻어 anatomo - 전기 임상의 상관 관계에 기초한다. 주입 전략이 고려 간질 활동의 주 조직 및 발작 전파에 관련된 가상 네트워크 간질을 얻어 착상 가설에 기초하여 전극 배치로 개별화된다. 여러 유럽 최근 북미 보고서에 따르면, SEEG 방법론은 깊은 피질 및 피질 하 구조, 인접하지 않은 여러 소호에서 정확한 기록을 할 수 있습니다BES 및 양자 탐사 큰 craniotomies 10-15에 대한 필요성을 회피하면서. 이후, 수술 후 이미지가 주입 전극의 정확한 해부학 적 위치를 얻기 위해 수행된다. 이어서, 모니터링주기가 시작되는 환자는 주입 전극으로부터 간기 및 발작 활동을 기록하기 위해 1~4주의 기간 동안 병원에 남아있다. 거기에 더 첨가 위험이없고, 환자는 일반적으로 일상적인 모니터링 기간에서 환영 유예 기한으로 조사 연구를 플레이대로이 감시 기간은, 이벤트 관련 SEEG 분석을 사용하여 뇌 기능을 연구 적기이다. 기록은 두개 내 전극이 개선 평가 및 간질 환자의 치료 만이 중요하지 않은에서 얻고 있지만, 추가 행동 패러다임 동안 인간의 뇌 활동을 연구 할 수있는 탁월한 기회를 제공합니다.
몇몇 연구자들은 이미에서 침략 기록을 공부할 수있는 기회를 실현간질 환자. 힐 외. 피질 매핑 기능 (16)으로부터 환자 electrocorticographic (ECOG) 신호를 기록하는 방법에 대해보고. ECOG 녹음도 모터 언어 커플 링 (17)에 대한 통찰력을 제공하고 있습니다. 이식 깊이 전극 환자는 18 움직임 (19) 학습, 메모리에 뇌 진동을 연구하기 위해 탐색 작업을 수행했습니다. 깊이 전극 녹음은 또한 해마 유발 활동 (20), 디폴트 모드 네트워크 (21)의 신경 활동, 감정적 처리 (22)의 시간 과정으로, 그렇지 않으면 얻기 어려운 시간 해상도로 패러다임을 연구하는 데 사용되었다. Hudry 등은 23 일치하는 단기 후각 자극에 대한 자신의 편도체에 이식 SEEG 전극을했다 측두엽 간질 환자를 공부했다. 또 다른 그룹은 건강 꼰 로프에 손을 굴곡 또는 손의 일방적 인 움직임이나 발 같은 간단한 사지의 움직임을 공부했다이식 SEEG (24, 25)와 간질 환자에서 N 사이트.
상기 연구는 관련 문헌의 매우 다양한 컬렉션의 작은 표본이다. 학습과 인간의 두뇌는 행동 레코딩 작업 및 두개의 조합을 사용하여 작동 방식을 이해하기 넘을 가능성이 존재한다. 이 목표를 달성하기위한 다른 방법이 있지만, 두개 내 기록은 높은 공간적 해상도뿐만 아니라, 더 깊은 구조에 대한 액세스를 포함하여 몇 가지 이점을 갖는다. 저자는 행동 작업시 두개 내 전극을 환자 기록에 대한 일반적인 방법을 설명하는 것을 목표로하고 있습니다. 그러나 성공적으로 치료를받은 환자에서 임상 연구를 완료 한 여러 방어벽과 장벽이있다. 제한, 교란 효과, 본 연구의 중요성도 파악하고 탐구한다.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
모든 작업은 클리블랜드 클리닉 재단의 임상 시험 심사위원회 (IRB)에 제출 승인 된 프로토콜에 따라 수행 하였다. 동의 과정은 모든 연구 활동에 앞서 각 환자로 하였다. 이 예에서, 스테레오 뇌파를했다 학습 기준을 충족하는 대상이 경련 이식 (SEEG) 전극을 이용합니다. 이 프로젝트는 주제를 논의하고 그들이 참여하도록 동의 한.
1 환자 등록
- 두개 내 전극 주입에 배려 내화물 간질 환자를 평가합니다. 환자는 침습 수술 좋은 후보 인 경우, 전극의 배치를 최적화하기 위해 환자의 MRI, PET 및 MEG 발작 병리와 함께 분석. 임상 팀은 모든 평가를 수행하고 어떤 결정은 연구 목적으로 제공되지 않습니다. .
- 연구 대상 환자를 식별 subsequeNT 주입 및 평가 포함 / 제외 기준을 기반 IRB 승인 된 프로토콜에 따라 환자를 확인한다.
참고 : 포함 기준의 분위기와 주제를 포함하는 환자의 최선의 이익에 있습니다. 오라 환자들은 발작을 할 예정임을 연구자에게 통지 할 수있다; 필요한 예방 조치를 취할 수있는 연구자와 환자의 시간을주고 (임상 직원을 알리기 위해 발작 알람을 누르고 길에서 모든 장비를 당겨). 주제는, 기운이 환자 입력 장치가 쉽게 환자 영역에서 것을 제거 할 수 있도록하지 않는 모집 경우, 직원은 연구 장비 및 프로토콜 알고 있습니다. - IRB에 따라 모든 연구 활동에 대한 사전 동의를 구합니다. 동의하는 동안, 그 참여를 강조하는 것은 자발적이며 어떠한 방식 으로든 환자에게 임상 치료에 영향을 미칠 것입니다, 연구를 설명한다. 대부분의 경우이 난에아무 직접 환자에게 이익과 참여 의지는 이타 적이다.
- 항상 환자의 권리를 존중하고 개인 정보를 유지한다. 자신의 정보가 익명 및 기밀 유지됩니다 환자를 생각 나게하고 아무 결과에 따라 언제든지 연구 참여를 중단 할 수 있습니다.
- 환자 서명을하고 그 또는 그녀가 이해하고 연구에 참여하기로 동의하면 동의를 날짜입니다. 탈퇴 한 사본을 검토 할 수있는 환자와 남아; 그들은 어떤 질문이나 우려는 PI 연락 환자를 장려해야한다.
2 동작 시스템 셋업
- 방에 장비를 데리고하기 전에 필요한 콘센트 (2) 충분한 환자의 방에 공간뿐만 아니라 액세스가 있는지 확인하십시오.
- 모든 장비 및 전선이 셋업을 신속하게 준비가되어 있다는 것을 확인합니다. 행동 시스템은 FDA가 계속에 적용 할 수 있습니다 로봇 팔을 (승인 포함ROL 작업 동안 커서), 노트북 컴퓨터가 행동 프로그램, 작업 자극을 표시하기위한 모니터, 전기 생리 학적 및 행동 데이터를 저장하는 데이터 수집 시스템을 제어한다.
참고 : 하나의 연구의 특정 요구를 충족하는 데 필요한 수정 사항을 확인합니다. 예를 들어, 환자 인터페이스 대신에 로봇 아암을위한 버튼 상자를 사용한다. - 환자가 현재 작업을 완료 무기와 안락 의자 (또는 침대)에 환자를 지원하기에 적합한 방식으로 위치하지 않을 경우, 그들은 발작을합니다.
그 수 그것은 그룹이 환자와 상호 작용 할 방법을, 무슨 일이 일어나고 있는지를 알려하는 모니터링 기기의 모든 회원들과 등 연구 설계, 장비를 논의하기 위해 좋은 생각이며, 모든 가능한 문제 : 주 발생한다. - 환자가 준비가되면 방으로 행동 시스템을 가져 오기 및 행동 시스템과 로봇 팔을 부팅을 시작합니다.
- 디지털 이벤트 마르크를 연결시간 순서로 전기 생리 획득 시스템의 DC 채널 행동 컴퓨터로부터 R 출력 행동 이벤트 마커 기록 SEEG 신호 자물쇠.
NOTE :이 중앙에는 임상 획득 시스템을 방해하지 않는 연구 목적, 지정된 별도의 전기 생리 수집 시스템이있다. 그러나, 적절한 인력과 협력하여 임상 획득 시스템을 사용하는 것이 가능하다. 모든 노력이 임상 획득을 방해하지 않도록해야한다. - 로봇 팔을 교정하고 이러한 운동 범위는 환자에게 편안한 것을 놓습니다. 다른 인터페이스 장치를 사용하는 경우, 장치가 올바르게 작동하고 피사체 사용할 수 있도록 편안하게 배치되었는지 확인.
- 로봇 팔을 사용하는 동안, 비상 정지 버튼은 행동 작업 전반에 걸쳐 연구자에 의해 쉽게 액세스 할 수 있는지 확인합니다. 발작의 경우, 비상 정지 버튼은가압 그들 자신을 해치지 않도록 장치가 환자로부터 멀리 당겨진다. 또한, 우리는 발작이 발생하는 경우에 환자의 제거를 용이하게하기 위해 로봇 시스템과 함께 제공되는 벨크로 스트랩을 사용하지 마십시오.
NOTE :이 예에서, 동작 감싸고 병렬 포트, 병렬 포트 케이블을 사용하여 획득 시스템의 디지털 입력 포트에 접속된다. 이러한 로봇 팔의 x 및 y 위치 등의 추가 아날로그 신호를 동시에 기록됩니다.
3 행동 작업
- 인터페이스 장치의 설정 및 교정 장비의 완료 후 환자에게 작업을 설명한다.
- "전쟁"의 자녀의 카드 게임과 유사한 행동 작업을 사용합니다. 해당 카드는 컴퓨터의 카드보다 큰지 여부에 대한 베팅을 만들기 위해 환자를 묻는다. 베팅의 선택은 해당 카드의 상대 값의 환자의 인식에 기초한다. t 간소화단 한 벌의 카드를 사용하고 2, 4, 6, 8, 10 번째의 카드 덱을 제한하여, 후속 분석을 부탁드립니다.
- 350 밀리의 화면에 고정 큐를 표시합니다. 환자가 작업을 시작하기 위해 정착 마크 위에 커서를 보유하고 있는지 확인.
- 1000 밀리 초에 대한 자극을 표시합니다. 이 아래로 향하게 옆에있는 환자가 컴퓨터의 카드를 자신의 카드를 볼 수 있습니다.
- 카드의 실종에 따라, 이동 - 큐 (<5000 밀리 초) 자신의 카드를 기반으로 하나 5달러 또는 $ 20, 내기 환자를 묻는 두 가지 옵션이 표시를 보여줍니다. 자신이 선택한 베팅을 통해, 로봇 팔을 사용하여 커서를 이동하여 베팅을하는 환자에게 문의하십시오. 위치에 따라 전혀 편견을 없도록 재판에 재판에서 베팅 위치를 랜덤 화.
- (- 1250 밀리 초 1000) 컴퓨터의 카드의 계시를 따라 500 밀리 초 지연 (빈 화면) - 베팅을 선택한 후, 250을 알 수 있습니다. , 재판이 승리 여부, 결과 (1000 밀리 초)을 관찰 손실 또는 그릴얼마나 원 또는 분실되었다.
- 그들의 성과에 자신감이 더 질문이 없을 때까지 환자가 연습 할 수 있습니다.
(4) 데이터 수집
- 환자가 준비가되면 데이터를 기록하고 연구 (임상) 수집 시스템의 설정이 적절하게 선택되어 있는지 확인합니다.
- 촬영 중 최소의 배경 소음을 유지하기 위해 실내 조명과 TV를 끄십시오. 또한, 이러한 자신의 발을 도청 이야기하거나 다리를 떨고 같은 행동을 자제하는 환자를 부탁드립니다.
- 작업을 시작하고 작업을 수행하는 환자를 기록합니다. 30 분 동안 작업을 수행 할 주제를 물어보십시오. 로봇 팔 시스템의 샘플링 비율은 1 kHz에서, 그리고 SEEG 기록 방식의 2 KHz에서이다.
참고 :이 시간은 다른 패러다임과 다를 수 있습니다.
(5) 데이터 분석
- 먼저 보장 SEEG 기록 데이터를 드 식별하여 해당 환자의 인포기 기밀 유지와 그 / 그녀의 데이터는 익명으로 제출된다.
- 수술 후 CT와 수술 전 MRI의 전극 위치의 좌표를 얻습니다.
- 행동 작업에서 관심의 디지털 타임 스탬프와 신경 생리 학적 기록을 맞 춥니 다.
- 이벤트 종속 뇌 활동 변조 신호를 분석하는 분석 방법을 적용한다.
NOTE : 본 연구에서는 SEEG 신호와 관련된 이벤트의 전력 스펙트럼 밀도 (PSD)가 Chronux의 multitaper 툴박스 26,27을 이용하여 계산 하였다. 각각의 실험 데이터는 해당 이벤트에 대한 (시간 제로)에 일치하고, 계산 된 PSD는 기준 PSD에 대하여, 각 주파수 빈에서 정상화되었다.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
이 결과에서는 대전 태스크를 재생 한 피사체에 캡처 변연계에서 SEEG 데이터의 분석을 제시한다. 변연계 (그림 1)에서 - (150 Hz에서 40) 변조 우리는 전쟁 작업의 다양한 측면이 중요한 감마 밴드를 보여주고 있음을 입증 할 수 있습니다. 상관없이 작업 우발의 시각 피질에서 빠른 지연에 결과 화면에 객체의 프레젠테이션 (~ 200 밀리 초) 넓은 밴드 반응을 알 수있는 바와 같이. 또한, 보상을 실험에 비하여 보수 기간 동안 응답 및 시험에 대한 보답 유발 반응의 전원 전위차의 재생 시간에 차이가있을 나타난다. 반대로, 전두 이랑은 보상 될 시험에서 변조된다. 이 변조 보상 정보가 처리되는 때 기간을 제안, 대기 시간 (~ 500 밀리 초)에 이상이었다. 보상 관련 응답은이 부분의 기능과 일치피질, 그것은 전두 이랑은 의사 결정과 보상 평가 (28)에 관여하는 것으로 생각된다있다.
이 분석에서, 우리는이 활동이 밴드 (29)의 처리인지를 나타내는 것으로 생각 될 때, 감마 대역 범위의 전기 생리 데이터의 주파수 콘텐츠를 검사하여 선택했다. 그러나, 다른 주파수 대역에서의 컨텐츠 유발 활성, 또는 네트워크 기반 분석과 같은 행동 작업 로컬 필드 데이터에 대하여 사용될 수있는 분석 기법의 수많은 종류가있다. 또한, 통계적 분석은 오프라인 행동 태스크에 대한 통계적 유의성을 서술한다.
전쟁에서 세 가지 다른 신 (新) 시대 (t = 0)로 활동 상대의 그림 1. 파워 스펙트럼. 태스크의 첫 번째 행은 전두 이랑의 활성을 도시하고 두번째 행은 시각 피질의 활성, 도시 (X 축 : 에포크, y 축에 대한 상대적인 시간을 : 주파수와 컬러 기준선 Z-점수 상대적인 나타냄) . 각 열에서 그래프의 시간 제로 내기 옵션 (왼쪽 열), 긍정적 인 보상 (가운데 열)의 모양과 음의 보상의 모양 (오른쪽 열)의 모양을 나타냅니다. 색 비늘 기준에 대한 각 주파수 대역에서 기록 된 신호 전력의 비율을 변경합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
여기에서 우리는 그들이 행동 작업에 종사로 인간 두개 내 전기 생리학 연구를 수행하기위한 방법을 제시 하였다. 이 방법과 간단한 치환은 인간의 움직임과 인식을 연구 중요하다. 본질적으로 어떤 기술에 장점과 단점이 존재하지만, 두개 내 전극에서 기록은 다른 전기 생리 및 이미징 기술을 통해 장점이 있습니다. 주요 장점 중 두 나은 제어 및 동작 태스크의 설계 고품질의 데이터를 수집 할 수있는 능력이다.
두개의 전극 녹음 행동 작업 중에 뇌 활동을 측정하는 데 사용하는 다른 방법에 비해 많은 장점을 가지고있다. 즉, 연구의 대부분은 높은 공간 따르면하지만 (- 1 1.5 초 정도의) 제한된 시간 해상도의 이점을 제공하는 등의 fMRI PET와 같은 사용 이미징 기술을 수행되었다. 따라서,이 연구는 조잡한 추정활동의 상대적 변화뿐만 뇌 기능 상태를베이스 라이닝과 동작의 특정 구성 요소에 대하여 동적 처리의 현실적인 추정치를 제공 할 수 없다. 뇌 내에 깊은 생성 MEG 연구는 반면에, (<1 밀리 초)보다 시간적 해상도를 가질 수 있지만, 공간 따르면 피질 대상으로 제한되어 신호에 의해 혼동 될 수있다. 그들은 높은 시간 해상도를 제공하기 때문에 단일 및 다중 단위 연구는 뇌 기능에 대한 통찰력을 제공에 성공했다. 그러나, 종래의 단일 및 다중 유닛 연구 제한은 조직의 작은 부피의 공간 제한에 따르면, 직접 관심있는 뇌 영역에 전극의 배치에 관한 것이다. 따라서, 이러한 연구는 뇌의 일부 (또는 핵)에 집중하는 경향이 뇌 핵 동작 30을 제어하는 통신 방법을 살펴 상호 못한다. 대조적으로, 두개의 전극이 높은 시간 해상도 (1 밀리 초)를 제공하고 넓은연구원은 행동의 안목 특정 구성 요소 수있는 시간 규모에서 동시에 뇌의 여러 구조에서 정보 처리를 검사 할 수있는 (200 전극 위치까지) 공간 범위.
데이터 품질에 더하여, 이러한 주제에 수행 될 수 행동 연구 디자인에 장점이있다. 동물 연구는 달리, 인간 환자의인지 능력은 고속 데이터 수집 및 더 큰 샘플 크기 선도, 복잡한 작업에 짧은 훈련 기간을 허용한다. 둘째, 신경 활성은 신경 처리 또는 동작 중의 종 변화를 설명 할 필요없이, 인간의 행동에 관련되는 이러한 연구에서 얻은. 피험자가 장시간 모니터링 지역에있는 이러한 연구 수행에 실질적인 위험이 없기 때문에 최종적으로, 그것은 특정 작업에서 많은 시험을 수집과 같은 하나 이상의 태스크를 수행 할 수있다환자. 그것이 통계적 전력을 향상시키고 제어 실험의 실행을 허용하기 때문에 이점이 특히 중요하다. 인간의 연구에 사용되는 다른 기술, 시간 (즉, 단일 / 다중 단위 수술실에서 녹음)과 비용 (즉,의 fMRI 또는 MEG)로 구속 강한 추론 또는 계정에를 할 수있는 능력을 제한하는 작은 데이터 수집 기간으로 이어질 관찰 된 효과에 대한 대체 설명합니다. 대조적으로, 동물 모델에서의 연구는 오랫동안 실시한 기록 기간을 허용하지만, 전형적으로 행동 훈련의 제약으로 동작의 한 유형에 한정된다. 또한, 환자는 또한 작업 방법과 잠재적으로 미래의 환자 경험을 향상시키기 위해, 긍정적이거나 부정적인 피드백을 제공 할 수 있습니다.
이러한 유형의 연구에 여러 장점이있는 반면, 또한 몇 가지 단점이있다. 이 환자는 자신의 방에 국한되기 때문에 그들은 afte 모니터링하는 동안R 수술, 행동 작업 인원은 임상에서 방 제품 또는 정전으로부터 출구의 위치, 배경 잡음을 포함 할 수있다 방 제약에 적응해야한다. 관찰 예상외의 아티팩트가 설명 될 수 있도록 기록시되어야한다. 수집 된 데이터에 대해, EZ를 찾기위한 노력으로 수술 팀에 의해 전적으로 결정된다 타겟팅 뇌 영역 따라서 연구자들은 항상 이상적인 타겟이나 영향을받지 않는 뇌 영역에서 데이터를 수집 할 수있다 이해해야 질병. 또 다른 단점은 환자들이 행동 태스크를 수행하는 시간에 복용 할 수있는 진통제 또는 약물의 효과를 교란 용 전위이다. 컨트롤이 혼동을 설명하기 않고, 약물이 태스크를 수행하기 위해 환자의 능력에 영향을 주는지 결정하는 방법이 없다; 어떤 경우더라도, 진통제 또는 약물의 효과는 F 일 수있다연구의 ocus.
이 기술 다른 문제는 환자의 안전과 병원 전기 생리 데이터의 무결성을 포함한다. 즉 모든 노력은 실험적인 작업을하는 동안 환자에게 부상을 방지하기 위해해야한다. 예를 들어,이 연구에서, 우리는 그들이 행동 작업을 수행하는 동안 의자에 환자를하기로 결정했습니다. 우리가 사용하는 의자는 우리의 간질 발작 감시 실에서 일반 가구 아르 발작 발생시 환자의 부상을 줄일 수 있도록 설계되었습니다. 우리가 실험 완료 후 의자에 남아 실험 및 요청을 시작하기 전에 종종 환자 자 이미. 임상 데이터의 보호와 관련하여, 수집 시스템에 대한 연결은 임상 목적 데이터 수집을 중단하지 않고 이루어져야한다. 우리는 임상 획득 시스템의 독립적 인 실험체에서 연구 데이터를 수집하기위한 제 획득 시스템의 사용을 통해이를 달성. 그러나, 이것은 수도행동 프리젠 테이션 시스템 및 사전 고려가 획득 시스템에 행동 시스템에 연결하는 데 필요한 하드웨어 요구에 부여되어있는 경우, 사전에 대해 보정 될 수 임상 수집 시스템 간의 동기화 오류를 야기한다. 마지막으로, 연구팀은 특히 임상 스태프 주위 스케줄링에 대하여, 환자의 의학적 요구를 유연하게 수용 할 수 있어야.
직접 행동에 인간의 뇌 활동의 상관 관계를하면 뇌 기능과 장애에 대한 이해를 향상하는 중요한 기회입니다. 두개 내 기록을 통해 얻은 데이터는 다른 침습적 및 비 침습적 기술을 통해 장점을 가지고 있지만, 이러한 다른 기술이 유효하지 않거나 사용되지 않는 렌더링하지 않습니다. 사실, 두개 내 기록 및 데이터의 조합을 비 침습적으로 수집 또는 동물 모델에서 무료이며 전용 정보 플라스틱 가공의 메커니즘을 이해하는 능력을 강화NG와 행동 제어 할 수 있습니다. 인간의 전기 생리 실험 장애물로 가득과 인내의 큰 거래를 필요로하고 있지만, 이러한 기술은 인간의 행동과 관련하여 새롭고 흥미로운 정보를 얻을 수있는 능력을 가지고있다.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
저자는 공개 충돌이 전혀 없다.
Acknowledgments
이 작품은 EFRI-MC3에 의해 지원되었다 : # 1137237 SVS와 JTG에게 수여
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| InMotion ARM | Interactive Motion Technologies | InMotion Arm | http://interactive-motion.com/inmotion-arm-the-new-standard-of-care/ Equipment our lab used, can use other equipment to collect data |
| MATLAB | Mathworks Inc | MATLAB | http://www.mathworks.com/ Need version r2007b or higher to run Monkeylogic |
| Data Acquisition Toolbox | Mathworks Inc | Data Acquisition Toolbox | http://www.mathworks.com/products/daq/ Must have to run Monkeylogic |
| Image Processing Toolbox | Mathworks Inc | Image Processing Toolbox | http://www.mathworks.com/products/image/ Must have to run Monkeylogic |
| Monkeylogic | Wael Asaad and David Freedman | Monkeylogic | http://www.brown.edu/Research/monkeylogic/ Free download, must have MATLAB to run |
| Chronux | Medametrics, LLC | Data Processing Toolbox | http://www.chronux.org/ |
| Brainstorm | MEG/EEG Analysis Application | http://neuroimage.usc.edu/brainstorm/ | |
| Laptop | Dell | Latitude E5530 | http://www.dell.com/us/business/p/latitude-e5530/pd?ST=dell%20latitude%20e5530&dgc=ST&cid=263756&lid=4781504&acd=12309152537461010 |
| NI Card | National Instruments | NI USB-6008 | http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201986 12-Bit, 10 kS/sec Low-Cost Multifunction DAQ |
References
- Epilepsy Fact Sheet No. 999. , World Health Organization. Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs999/en/ (2013).
- Rosenow, F., Luders, H.
- Adelson, P. D., et al. Use of subdural grids and strip electrodes to identify a seizure focus in children. Pediatr. Neurosurg. 22 (4), 174-180 (1995).
- Jayakar, P. Invasive EEG monitoring in children: When, where, and what. J Clin Neurophysiol. 16, 408-418 (1999).
- Almeida, A. N., Martinez, V., Feindel, W. The first case of invasive EEG monitoring for the surgical treatment of epilepsy: Historical significance and context. Epilepsia. 46, 1082-1085 (2005).
- Dinner, D. S., Luders, H. O., Klem, G. Chronic electrocorticography: Cleveland clinic experience. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. , 58-69 (1998).
- Bancaud, J., et al. Functional Stereotaxic Exploration (Seeg) of Epilepsy. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 28, 85 (1970).
- Chassoux, F., et al. Intralesional recordings and epileptogenic zone in focal polymicrogyria. Epilepsia. 49, 51-64 (2008).
- Lo Russo, G., et al. Focal cortical resection in malformations of cortical development. Epileptic Disord. 5, S115-S123 (2003).
- Avanzini, G.
- Cossu, M., et al.
- Cossu, M., et al. Epilepsy surgery in children: Results and predictors of outcome on seizures. Epilepsia. 49, 65-72 (2008).
- Cossu, M., et al. Stereoelectroencephalography in the presurgical evaluation of focal epilepsy in infancy and early childhood Clinical article. J Neurosurg-Pediatr. 9, 290-300 (2012).
- Gonzalez-Martinez, J., et al. Stereoelectroencephalography in the "difficult to localize" refractory focal epilepsy: early experience from a North American epilepsy center. Epilepsia. 54, 323-330 (2013).
- Vadera, S., et al. Stereoelectroencephalography following subdural grid placement for difficult to localize epilepsy. Neurosurgery. 72, 723-729 (2013).
- Hill, N. J., et al. Recording human electrocorticographic (ECoG) signals for neuroscientific research and real-time functional cortical mapping. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).
- Ibanez, A., et al. Motor-language coupling: direct evidence from early Parkinson's disease and intracranial cortical recordings. Cortex; a journal devoted to the study of the nervous system and behavior. 49, 968-984 (2013).
- Caplan, J. B., Madsen, J. R., Raghavachari, S., Kahana, M. J. Distinct patterns of brain oscillations underlie two basic parameters of human maze learning. J Neurophysiol. 86, 368-380 (2001).
- Watrous, A. J., Fried, I., Ekstrom, A. D. Behavioral correlates of human hippocampal delta and theta oscillations during navigation. J Neurophysiol. 105, 1747-1755 (2011).
- Roman, R., et al. Hippocampal negative event-related potential recorded in humans during a simple sensorimotor task occurs independently of motor execution. Hippocampus. , (2013).
- Jerbi, K., et al. Exploring the electrophysiological correlates of the default-mode network with intracerebral EEG. Front Syst Neurosci. 4, 27 (2010).
- Krolak-Salmon, P., Henaff, M. A., Vighetto, A., Bertrand, O., Mauguiere, F. Early amygdala reaction to fear spreading in occipital, temporal, and frontal cortex: a depth electrode ERP study in human. Neuron. 42, 665-676 (2004).
- Hudry, J., Perrin, F., Ryvlin, P., Mauguiere, F., Royet, J. P. Olfactory short-term memory and related amygdala recordings in patients with temporal lobe epilepsy. Brain. 126, 1851-1863 (2003).
- Rektor, I., Bares, M., Kubova, D. Movement-related potentials in the basal ganglia: a SEEG readiness potential study. Clin Neurophysiol. 112, 2146-2153 (2001).
- Rektor, I., Louvel, J., Lamarche, M. Intracerebral recording of potentials accompanying simple limb movements: a SEEG study in epileptic patients. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 107, 277-286 (1998).
- Mitra, P., Bokil, H. Observed Brain Dynamics. , Oxford University Press. New York. (2008).
- Lachaux, J. P., Axmacher, N., Mormann, F., Halgren, E., Crone, N. E. High-frequency neural activity and human cognition: past, present and possible future of intracranial EEG research. Progress in neurobiology. 98, 279-301 (2012).
- Rogers, R. D., et al. Choosing between small, likely rewards and large, unlikely rewards activates inferior and orbital prefrontal cortex. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 19, 9029-9038 (1999).
- Lachaux, J. -P., Axmacher, N., Mormann, F., Halgren, E., Crone, N. E. High-frequency neural activity and human cognition: Past, present and possible future of intracranial EEG research. Prog. Neurobiol. 98, 279-301 (2012).
- Gale, J. T., Martinez-Rubio, C., Sheth, S. A., Eskandar, E. N. Intra-operative behavioral tasks in awake humans undergoing deep brain stimulation surgery. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2011).
