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Behavior

Exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes

doi: 10.3791/51947 Published: October 2, 2014

Summary

Les patients implantés avec des électrodes intracrâniennes offrent une occasion unique pour enregistrer les données neurologiques de multiples zones du cerveau lorsque le patient effectue des tâches comportementales. Ici, nous présentons une méthode d'enregistrement des patients implantés qui peuvent être reproductible à d'autres institutions ayant accès à cette population de patients.

Abstract

Les patients ayant stéréo-électro-encéphalographie (SEEG) électrodes, grille sous-dural ou profondeur implants d'électrodes ont une multitude d'électrodes implantées dans différentes zones de leur cerveau pour la localisation de leur mise au point de saisie et zones éloquentes. Après l'implantation, le patient doit rester à l'hôpital jusqu'à ce que la zone pathologique du cerveau se trouve et éventuellement résection. Pendant ce temps, ces patients offrent une occasion unique à la communauté de la recherche, car un certain nombre de paradigmes comportementaux peut être effectuée à découvrir la corrélation de neurones que le comportement de guidage. Nous présentons ici une méthode pour enregistrer l'activité cérébrale des implants intracrâniens en tant que sujets d'exécuter une tâche comportementale visant à évaluer la prise de décision et l'encodage de récompense. Toutes les données électrophysiologiques des électrodes intracrâniennes sont enregistrées au cours de la tâche comportementale, permettant l'examen des nombreuses zones du cerveau impliquées dans une seule fonction à des échelles de temps pertinentes pour le comportement.En outre, et contrairement aux études animales, des patients humains peuvent apprendre une grande variété de tâches comportementales rapidement, permettant à la capacité d'exécuter plus d'une tâche dans le même sujet ou des contrôles de la scène. Malgré les nombreux avantages de cette technique pour comprendre le fonctionnement du cerveau humain, il ya aussi des limites méthodologiques que nous discutons, y compris les facteurs environnementaux, des effets analgésiques, des contraintes de temps et les enregistrements de tissus malades. Cette méthode peut être facilement mis en œuvre par une institution qui procède à des évaluations intracrâniennes; fournir l'occasion d'examiner directement le fonctionnement du cerveau humain au cours de comportement.

Introduction

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L'épilepsie est une des maladies cérébrales les plus fréquentes, caractérisée par des crises chroniques récurrentes résultant de décharges électriques excessives de groupes de neurones. L'épilepsie touche environ 50 millions de personnes dans le monde et environ 40% de toutes les personnes atteintes d'épilepsie ont une épilepsie réfractaire qui ne peut pas complètement être contrôlés par un traitement médical 1. La chirurgie peut entraîner statut indemne de saisie si les zones responsables de la génération des crises (la zone épileptogène - EZ) cerveau sont localisés et enlevés chirurgicalement ou déconnectés. Afin de définir la localisation anatomique de l'EZ et sa proximité avec de possibles zones éloquentes corticales et sous-corticales, une gamme d'outils non invasifs sont disponibles: l'analyse de la sémiologie saisie, enregistrements électroencéphalographiques vidéo-cuir chevelu (ictales et enregistrements intercritiques), des tests neuropsychologiques , la magnétoencéphalographie (MEG) et l'IRM 2. Lorsque les données non invasive est insuffisante pour precisely définir l'emplacement de l'EZ hypothétique, quand il ya la suspicion de participation précoce des corticales et sous-corticales ou zones où il ya la possibilité pour les crises multifocales, la surveillance invasive chronique peut être nécessaire 3,4.

Méthodes de surveillance invasive chronique pour définir l'emplacement et les limites d'un EZ peuvent inclure des grilles sous-duraux et les bandes, avec des électrodes placées sur la surface du cerveau, et stéréo-électro-encéphalographie (SEEG), lorsque plusieurs électrodes profondes sont placés dans le cerveau d'une à trois mode dimensionnelle. Enregistrements intracrâniens sous-duraux ont d'abord été signalés en 1939, lorsque Penfield et ses collègues ont utilisé des électrodes de contact unique péridurale chez un patient avec une vieille gauche temporo-pariétale fracture et dont pneumoencephalography divulgué atrophie cérébrale diffuse 5. Par la suite, l'utilisation de tableaux de la grille sous-dural est devenu plus populaire après de multiples publications dans les années 1980 ont démontré leur6 innocuité et l'efficacité. La méthode la SEEG a été développé et popularisé en France par Jean Tailarach et Jean Bancaud dans les années 50 et a été principalement utilisé en France et en Italie, la méthode de choix pour la cartographie invasive dans l'épilepsie focale réfractaire 7-9.

Le principe de la SEEG est basée sur des corrélations anatomo-électro-clinique, qui prend comme principe de base de l'organisation en 3 dimensions spatio-temporelle de la décharge épileptique dans le cerveau en corrélation avec la saisie sémiologie. La stratégie d'implantation est individualisé, avec le placement des électrodes sur la base d'une hypothèse de préimplantatoire qui prend en considération la principale organisation de l'activité épileptique et le réseau épileptique hypothétique impliqué dans la propagation des crises. Selon plusieurs rapports nord-américaines et européennes récentes, la méthodologie SEEG permet des enregistrements précis de structures corticales et sous-corticales profondes, lo non attenant multiplesbes, et des explorations bilatérales tout en évitant la nécessité pour les grandes craniotomies 10-15. Par la suite, les images post-opératoires sont prises pour obtenir la position anatomique exact des électrodes implantées. Par la suite, une période de surveillance commence dans laquelle les patients restent à l'hôpital pour une période de 1 à 4 semaines afin d'enregistrer les activités intercritiques et ictales des électrodes implantées. Cette période de surveillance est un moment opportun pour étudier le fonctionnement du cerveau en utilisant une analyse SEEG liés à l'événement, car il n'y a pas de risque supplémentaire et le patient considère généralement l'étude de recherche comme un répit bienvenu de la période de surveillance terrestre. Les enregistrements ont recueilli à partir d'électrodes intracrâniennes ne sont pas seulement indispensables à l'amélioration de l'évaluation et des soins de patients atteints d'épilepsie, mais en outre fournir l'occasion exceptionnelle d'étudier l'activité du cerveau humain au cours de paradigmes comportementaux.

Plusieurs chercheurs ont déjà réalisé la possibilité d'étudier les enregistrements invasifs depatients atteints d'épilepsie. Hill et al. Rapport sur ​​la méthodologie utilisée pour l'enregistrement de signaux électrocorticographiques (ECoG) de patients pour la cartographie corticale fonctionnelle 16. Enregistrements ECoG ont également permis de mieux comprendre le couplage de langue de moteur 17. Les patients avec des électrodes implantées en profondeur ont effectué des tâches de navigation pour étudier les oscillations du cerveau dans la mémoire, l'apprentissage et le mouvement 18 19. enregistrements d'électrodes de profondeur ont également été utilisées pour étudier les paradigmes avec une résolution temporelle autrement inaccessibles telles que l'hippocampe activité évoquée 20, l'activité neuronale dans le réseau par défaut en mode 21, et l'évolution dans le temps de traitement des émotions 22. Hudry et al ont étudié les patients avec épilepsie du lobe temporal qui avait électrodes SEEG implantés dans leur amygdale pour stimuli olfactifs à court terme correspondant à 23. Un autre groupe a étudié les mouvements des membres simples comme la flexion de la main ou d'un mouvement unilatéral de la main ou du pied brai santén sites de patients épileptiques avec implanté SEEG 24,25.

Les études décrites ci-dessus sont un petit échantillon d'une collection très diversifiée de la littérature pertinente. Il existe un potentiel insurmontable à apprendre et à comprendre comment fonctionne le cerveau humain en utilisant une combinaison de tâches comportementales et enregistrements intracrâniens. Bien qu'il existe d'autres méthodes pour atteindre cet objectif, les enregistrements intracrâniens possèdent plusieurs avantages, y compris la résolution temporelle et spatiale ainsi que l'accès à des structures plus profondes. Les auteurs visent à décrire la méthodologie générale pour l'enregistrement de patients avec des électrodes intracrâniennes lors de tâches comportementales. Cependant, il existe plusieurs moyens de dissuasion et des obstacles à l'achèvement avec succès de la recherche clinique chez les patients qui reçoivent des soins. Limites, effets de confusion, et de l'importance de cette recherche seront également identifiés et explorés.

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Protocol

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Toutes les tâches ont été effectuées selon un protocole approuvé soumis à l'Institutional Review Board (IRB) de la Cleveland Clinic Foundation. Un processus de consentement éclairé a été réalisée avec chaque patient avant toutes les activités de recherche. Dans cet exemple, un sujet qui répond au critère de l'étude qui a eu stéréo-électroencéphalographie (SEEG) électrodes implantées pour la saisie est choisi. Le projet a été discutée avec le sujet et ils ont accepté de participer.

1. recrutement des patients

  1. Évaluer les patients atteints d'épilepsie réfractaire en contrepartie de l'implantation d'électrodes intracrâniennes. Si le patient est un bon candidat pour la chirurgie mini-invasive, d'analyser le patient IRM, TEP et MEG avec la pathologie de saisie dans le but d'optimiser le placement des électrodes. Une équipe clinique effectue toutes les évaluations et les décisions sont prises sans des fins de recherche. .
  2. Identifier les patients éligibles pour l'étude subsequent à l'évaluation de l'implantation et de vérifier les patients par le protocole homologués par l'IRB sur la base des critères d'inclusion / exclusion.
    NOTE: Il est dans le meilleur intérêt du patient afin d'inclure les sujets avec une aura dans les critères d'inclusion. Les patients avec des auras en mesure d'informer les chercheurs qu'ils sont sur le point d'avoir une crise; donnant l'chercheurs et le patient le temps de prendre les précautions nécessaires (en appuyant sur l'alarme de la saisie d'informer le personnel clinique et en tirant tous les équipements de la route). Cependant, si les sujets sont recrutés qui n'ont pas une aura, veiller à ce que les dispositifs d'entrée des patients peuvent être facilement retirés de la zone patient et que le personnel est conscient de l'équipement de recherche et de protocole.
  3. Obtenir le consentement éclairé préalable à toute activité de recherche, conformément à la CISR. Pendant le consentement éclairé, expliquer la recherche, en soulignant que la participation est strictement volontaire et aura un impact en aucune façon les patients des soins cliniques. Dans la plupart des cas, il ya is sans bénéfice direct pour le patient et leur volonté de participer est altruiste.
  4. Maintenir le respect des droits du patient et la vie privée en tout temps. Rappeler aux patients que leurs informations resteront anonymes et confidentielles et elles peuvent cesser de participer à l'étude à tout moment dans aucune conséquence.
  5. Avoir le signe patient et dater le consentement éclairé si il ou elle comprend et accepte de participer à l'étude. Laissez une copie est laissé avec le patient à examiner; s'ils ont des questions ou des préoccupations encourager les patients à communiquer avec le PI.

2 Comportement System Set-up

  1. Avant de mettre l'appareil dans la pièce, assurez-vous qu'il ya suffisamment d'espace dans la chambre du patient, ainsi que l'accès aux points de vente nécessaire (2).
  2. Assurez-vous que tous les équipements et les fils sont prêts à accélérer la mise en place. Le système comportemental comprend approuvé par la FDA bras robotisé (qui permet au sujet de suiterol un curseur au cours de la tâche), un ordinateur portable pour contrôler le programme de comportement, un écran pour la présentation des stimuli tâches, et un système d'acquisition de données pour stocker les données électrophysiologiques et comportementales.
    REMARQUE: Effectuez les modifications nécessaires pour répondre aux besoins spécifiques de l'un de la recherche. Par exemple, utiliser une boîte de bouton pour l'interface patient à la place du bras robotisé.
  3. Si le patient n'est pas actuellement positionné de manière appropriée pour compléter la tâche, aider le patient à un fauteuil inclinable (ou lit) avec des armes, ils doivent avoir une crise.
    NOTE: C'est une bonne idée de discuter de la conception de l'étude, de l'équipement, etc, avec tous les membres de l'unité de surveillance pour les informer de ce qui se passe, comment le groupe sera en interaction avec les patients, et d'éventuels problèmes qui peuvent survenir.
  4. Lorsque le patient est prêt, mettre le système de comportement dans la pièce et commencer le démarrage du système comportemental et le bras robotique.
  5. Connectez le marke numérique événementiellesortie de r à partir de l'ordinateur du comportement aux canaux à courant continu du système d'acquisition électrophysiologique pour verrouiller les signaux de temps SEEG enregistrés avec des marqueurs d'événements du comportement.
    NOTE: Dans ce centre il ya un système d'acquisition électrophysiologique distinct désigné à des fins de recherche, qui n'interfère pas avec le système d'acquisition clinique. Cependant, il est possible d'utiliser le système d'acquisition clinique en travaillant avec le personnel approprié. Tous les efforts doivent être faits pour ne pas perturber l'acquisition clinique.
  6. Calibrer le bras robotisé et le positionner de telle sorte que l'amplitude du mouvement est confortable pour le patient. Si vous utilisez un autre périphérique d'interface, s'assurer que l'équipement fonctionne correctement et est positionné confortablement pour le sujet à utiliser.
  7. Tout en utilisant le bras robotisé, veiller à ce que les boutons d'arrêt d'urgence sont facilement accessibles par les chercheurs tout au long de la tâche comportementale. Dans le cas d'une saisie, le bouton d'arrêt d'urgence estenfoncé et l'appareil est retiré du patient, de sorte qu'ils ne se nuisent pas. En outre, nous n'utilisons pas les bandes velcro qui viennent avec le système de robot pour faciliter le retrait du patient en cas de crise survient.
    REMARQUE: Dans cet exemple, le port parallèle de la plate-forme de conduite est connectée à la borne d'entrée numérique du système d'acquisition au moyen d'un câble de port parallèle. Signaux analogiques supplémentaires tels que x et y position du bras robotique sont enregistrées simultanément.

3. comportementale Groupe

  1. Expliquer la tâche au patient suite à l'achèvement de la plate-forme en place et l'étalonnage du dispositif d'interface.
  2. Utilisez une tâche comportementale similaire au jeu de carte pour les enfants de «guerre». Demandez au patient de faire des paris pour savoir si leur carte est plus grande que la carte de l'ordinateur. Le choix de la mise est basée sur la perception de la valeur relative de sa carte de patients. Simplifier le tposer pour une analyse ultérieure, en utilisant uniquement des cartes d'une couleur et de limiter le pont pour les 2, 4, 6, 8, et 10 cartes numérotées.
  3. Afficher une queue de fixation sur l'écran de 350 ms. S'assurer que le patient tient le curseur sur le repère de fixation pour lancer la tâche.
  4. Voir le stimulus pour 1000 ms. Permettre au patient de voir leur carte avec la carte de l'ordinateur à côté de lui face cachée.
  5. Suite à la disparition des cartes, montrer un aller-cue (<5000 ms) affichant deux options, demandant au patient de parier soit $ 5 ou $ 20, en fonction de leur carte. Demandez au patient de placer un pari en déplaçant le curseur à l'aide du bras robotisé, sur leur pari choisi. Aléatoire la position de pari d'un essai à faire en sorte pas de biais sur la base de la position.
  6. Après le pari a été sélectionné, vous remarquerez un 250 - 500 ms retard (écran blanc), suivie par la révélation de la carte de l'ordinateur (1000 - 1250 msec). Observez le résultat (1000 ms), si le procès a été une victoire, perdre, ou de dessiner etcombien a été gagné ou perdu.
  7. Permettre au patient de pratiquer jusqu'à ce qu'ils sont confiants dans leurs performances et n'ont pas de questions.

4. d'acquisition de données

  1. Enregistrer les données lorsque le patient est prêt et vérifiez que les paramètres de la recherche (ou clinique) système d'acquisition sont choisis de manière appropriée.
  2. Éteignez les lumières de la pièce et de la télévision à réduire le bruit de fond à un minimum lors de l'enregistrement. En outre, demander au patient de s'abstenir de comportements tels que l'appui sur le pied, de parler ou de secouer les jambes.
  3. Commencez la tâche et enregistrer le patient exécution de la tâche. Demandez au sujet d'accomplir la tâche pendant 30 min. La vitesse du système de bras de robot d'échantillonnage est de 1 kHz, et que d'un système d'enregistrement est SEEG 2 KHz.
    NOTE: Cette durée peut être différente pour d'autres paradigmes.

Analyse 5. données

  1. Tout d'abord, anonymiser les données SEEG enregistrés pour s'assurer que le 'information du patienttion restent confidentielles et que ses / ses données est soumis de façon anonyme.
  2. Obtenir les coordonnées des électrodes endroits de la IRM CT préopératoire et postopératoire.
  3. Alignez les enregistrements neurophysiologiques avec les horodateurs numériques d'intérêt de la tâche comportementale.
  4. Appliquer des méthodes d'analyse de signaux pour analyser l'activité du cerveau modulation dépendant de l'événement.
    NOTE: Dans cette étude, la densité spectrale de puissance (PSD) de l'événement lié signaux SEEG a été calculée en utilisant la boîte à outils Chronux multitaper 26,27. Chaque donnée d'essai a été aligné par rapport à l'événement en question (temps zéro), et le PSD calculée a été normalisé dans chaque intervalle de fréquence par rapport à la PSD de base.

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Representative Results

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Dans ces résultats, nous présentons l'analyse des données de la SEEG du système limbique capturé dans un sujet jouant le Groupe de guerre. Nous pouvons démontrer que les différents aspects de l'Équipe guerre évoquent significative de la bande gamma (40-150 Hz) la modulation dans le système limbique (Figure 1). Comme on le voit, dans le cortex visuel, la présentation d'un objet sur l'écran résulte en un temps de latence rapide (~ 200 msec) réponse large bande indépendamment de la tâche urgence. En outre, il semble y avoir des différences dans la durée de la réaction au cours de la période de récompense et une différence de potentiel entre la puissance de la réponse évoquée pour les essais sans récompense par rapport aux essais primés. En revanche, le gyrus frontal inférieur est modulée seulement dans des essais qui aboutissent à la récompense. Cette modulation est plus longue dans la latence (~ 500 ms), ce qui suggère une période pendant laquelle les informations de récompense est en cours de traitement. La récompense liés à la réactivité est compatible avec la fonction de cette partie de lacortex, car on pense que le gyrus frontal inférieur est impliqué dans la prise de décision et la récompense d'évaluation 28.

Dans cette analyse, nous avons choisi d'examiner le contenu fréquentiel des données électrophysiologiques dans la gamme de la bande gamma, que l'on pense que cette bande représente l'activité de 29 traitement cognitif. Toutefois, il existe une grande variété de techniques d'analyse qui peut être utilisé pour les données de service local par rapport à des tâches comportementales, telles que le contenu de fréquence dans les autres bandes, l'activité évoquée, ou une analyse basée sur le réseau. En outre, l'analyse statistique hors connexion délimiter la signification statistique en ce qui concerne les tâches comportementales.

Figure 1
Figure 1. Spectre de puissance de l'activité par rapport à trois époques différentes (t = 0) dans la guerre. Tâche La première ligne représente l'activité de la gyrus frontal inférieur et la deuxième rangée représente l'activité du cortex visuel, (axe des x: temps par rapport à l'époque, y-axe: la fréquence et la couleur représente z-score par rapport à la ligne de base) . Les zéros de temps des graphiques de chaque colonne représente l'apparition d'options de pari (colonne de gauche), l'apparition de récompense positive (colonne du milieu), et l'apparition de la récompense négative (colonne de droite). Les échelles de couleurs sont les variations en pourcentage de la puissance du signal enregistré dans chaque bande de fréquence par rapport à la ligne de base. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

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Discussion

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Ici, nous avons présenté une méthode pour réaliser des études électrophysiologiques intracrâniennes chez les humains comme ils se livrent à une tâche comportementale. Cette méthodologie et ses permutations simples sont importantes pour étudier le mouvement humain et de la cognition. Bien qu'il existe intrinsèquement avantages et les inconvénients de toute technique, l'enregistrement à partir d'électrodes intracrâniennes présente des avantages par rapport aux autres techniques électrophysiologiques et d'imagerie. Deux des principaux avantages sont la possibilité de recueillir des données de haute qualité avec un meilleur contrôle et la conception des tâches comportementales.

Enregistrements d'électrodes intracrâniennes ont un certain nombre d'avantages par rapport aux autres méthodes utilisées pour mesurer l'activité cérébrale lors de tâches comportementales. À savoir, une grande majorité des études ont été menées à l'aide de techniques d'imagerie telles que l'IRMf et la TEP, qui offrent l'avantage de la couverture spatiale, mais une résolution temporelle limitée (de l'ordre de 1 à 1,5 sec). Ainsi, ces études estiment grossièrementle fonctionnement du cerveau comme un changement d'activité par rapport à la ligne de base des Etats et ne peut pas fournir des estimations réalistes de traitement dynamique par rapport aux composants spécifiques de comportement. Études MEG, d'autre part, ont une meilleure résolution temporelle (<1 ms), mais la couverture spatiale est limitée aux cibles corticales et peuvent être confondus par des signaux générés profondément dans le cerveau. Études unitaires ou multiples ont réussi à fournir un aperçu de la fonction cérébrale, car ils fournissent une haute résolution temporelle. Cependant, la limitation des études simples ou multiples unités conventionnelles concerne le placement des électrodes directement dans la zone du cerveau d'intérêt, ce qui limite la couverture spatiale à un petit volume de tissu. Par conséquent, ces études ont tendance à se concentrer sur une partie (ou noyau) du cerveau et ne parviennent pas à examiner comment interconnecté noyaux du cerveau de communiquer pour contrôler le comportement 30. En revanche, les électrodes intracrâniennes fournissent haute résolution temporelle (1 ms) et largecouverture spatiale (jusqu'à 200 positions d'électrodes), ce qui permet au chercheur d'examiner le traitement de l'information dans plusieurs structures du cerveau en même temps à des échelles de temps capables de composants spécifiques exigeants de comportement.

En plus de la qualité des données, il existe également des avantages pour la conception des études comportementales qui peuvent être effectuées dans ces domaines. Contrairement aux études sur les animaux, la capacité cognitive de patients humains permet pendant de brèves périodes de formation sur des tâches complexes, conduisant à l'acquisition de données rapide et des échantillons plus importants. Deuxièmement, l'activité neuronale tirée de ces études est liée au comportement humain, ce qui élimine la nécessité de tenir compte des variations de l'espèce le traitement ou le comportement neuronal. Enfin, du fait que les sujets sont dans la zone de surveillance pendant de longues périodes et il n'y a pas de risque important dans la conduite de ces études, il est possible de recueillir de nombreux essais dans une tâche donnée et pour effectuer plus d'une tâche dans le mêmepatient. Cet avantage est particulièrement important car il permet d'améliorer la puissance statistique et permet l'exécution des essais de contrôle. Avec d'autres techniques utilisées dans les études humaines, le temps (c'est à dire, des enregistrements simples / multiples de l'unité dans la salle d'opération) et le coût (c'est-à-IRMf ou MEG) Les restrictions conduisent à de petites périodes de collecte de données, qui limitent la capacité de faire des inférences solides ou de compte pour d'autres explications pour un effet observé. En revanche, les études menées sur des modèles animaux permettant de longues périodes d'enregistrement mais sont généralement limitées à un type de comportement en raison des contraintes de formation de comportement. En outre, les patients peuvent également fournir des commentaires, positifs ou négatifs, sur la tâche et la façon d'améliorer l'expérience des patients potentiellement à l'avenir.

Bien qu'il existe plusieurs avantages à ce type de recherche, il ya quelques inconvénients. Comme ces patients sont confinés à leur chambre pendant qu'ils sont surveillés AFTEchirurgie de r, la tâche comportementale doit s'adapter aux contraintes de la salle, qui peuvent inclure l'emplacement des prises, le bruit de fond des appareils dans la chambre, ou des interruptions de personnel clinique. Les observations doivent être faites pendant les enregistrements de sorte que les objets inattendus peuvent être comptabilisés. En ce qui concerne les données recueillies, les zones du cerveau ciblées sont déterminées uniquement par l'équipe chirurgicale dans le but de localiser le EZ, donc les chercheurs doivent comprendre qu'ils ne peuvent pas gagner toujours les données de leur cible idéale ou de zones du cerveau qui ne sont pas affectés par maladie. Un autre inconvénient est le risque d'effets de toutes les analgésiques ou des médicaments que le patient peut être en train de prendre au moment où ils effectuent la tâche comportementale confondre. Sans contrôles pour tenir compte de ces facteurs de confusion, il n'existe aucun moyen de déterminer comment les médicaments auront une incidence sur la capacité du patient à accomplir la tâche; bien que dans certains cas, les effets analgésiques ou des médicaments peuvent être le fOCUS de l'étude.

Autres problèmes avec cette technique, la sécurité et l'intégrité des données cliniques électrophysiologiques patient. à savoir tous les efforts devraient être faits pour éviter toute blessure au patient au cours de la tâche expérimentale. Par exemple, dans cette étude, nous avons choisi d'avoir les patients dans une chaise entre eux effectuent la tâche comportementale. Les chaises que nous avons utilisées sont un ameublement normale dans nos salles de surveillance de l'épilepsie et de crises sont conçus pour réduire les blessures des patients pendant les événements de saisie. Souvent, le patient est déjà dans la chaise avant de commencer l'expérience et les demandes de rester dans le fauteuil après l'expérience est terminée. En ce qui concerne la protection des données cliniques, les connexions au système d'acquisition devraient être faites sans perturber l'acquisition de données à des fins cliniques. Nous réalisons cela grâce à l'utilisation d'un deuxième système d'acquisition pour collecter les données de recherche dans les sujets qui est indépendant du système d'acquisition clinique. Toutefois, cela peutprovoquer des erreurs de synchronisation entre le système de présentation de comportement et le système d'acquisition clinique, qui peut être corrigé à l'avance, si la prévoyance est donnée aux conditions matérielles nécessaires pour relier le système comportemental au système d'acquisition. Enfin, l'équipe de recherche doit être flexible pour répondre aux besoins médicaux du patient, en particulier à l'égard de la planification dans le personnel clinique.

Corréler directement l'activité du cerveau humain à un comportement est une occasion importante de faire progresser la compréhension du fonctionnement du cerveau et de dysfonctionnement. Les données obtenues grâce à des enregistrements intracrâniens a un certain nombre d'avantages par rapport aux autres techniques invasives et non invasives, mais ne rendent pas ces autres techniques non valides ou obsolètes. En fait, la combinaison des enregistrements et données recueillies de manière non invasive intracrâniennes ou dans un modèle animal est gratuit et ne fait que renforcer la capacité de comprendre les mécanismes d'information traitemenng et le contrôle du comportement. Bien que les expériences électrophysiologiques humains sont remplis d'obstacles et ont besoin de beaucoup de patience, ces techniques ont la possibilité de donner de nouveaux et d'information passionnante en ce qui concerne le comportement humain.

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Disclosures

Les auteurs n'ont aucun conflit de divulguer.

Acknowledgments

Ce travail a été soutenu par EFRI-MC3: # 1137237 attribué à SVS et JTG

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Exécution de tâches comportementales chez des sujets atteints intracrâniennes électrodes
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Johnson, M. A., Thompson, S., Gonzalez-Martinez, J., Park, H. J., Bulacio, J., Najm, I., Kahn, K., Kerr, M., Sarma, S. V., Gale, J. T. Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes. J. Vis. Exp. (92), e51947, doi:10.3791/51947 (2014).More

Johnson, M. A., Thompson, S., Gonzalez-Martinez, J., Park, H. J., Bulacio, J., Najm, I., Kahn, K., Kerr, M., Sarma, S. V., Gale, J. T. Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes. J. Vis. Exp. (92), e51947, doi:10.3791/51947 (2014).

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