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Neuroscience

स्टीरियोटैक्टिक Electroencephalography का प्रयोग दीप Cortical के फंक्शन और subcortical संरचनाओं का अन्वेषण: पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था से सबक

Published: April 15, 2015 doi: 10.3791/52773
Automatic Translation
1,3, 4, 1,3, 3, 2,3, 2,3, 2,3, 1,3, 1,3, 1,3
1Department of Neurosurgery, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 2Department of Neurology, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 3Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 4School of Medicine, King's College London

Summary

स्टीरियोटैक्टिक Electroencephalography (SEEG) जब्ती foci स्थानीयकरण मदद करने के लिए मिर्गी सर्जरी में इस्तेमाल एक ऑपरेटिव तकनीक है। यह भी मस्तिष्क समारोह की जांच के लिए एक अनूठा अवसर देता है। यहाँ हम SEEG मानव विषयों में संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि कैसे का वर्णन।

Abstract

स्टीरियोटैक्टिक Electroencephalography (SEEG) चिकित्सकीय असभ्य मिर्गी के रोगियों में जब्ती foci स्थानीयकरण करने के लिए प्रयोग किया जाता है एक तकनीक है। यह प्रक्रिया अवदृढ़तानिकी ग्रिड इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के माध्यम से आम तौर पर दुर्गम मस्तिष्क के क्षेत्रों में कई गहराई इलेक्ट्रोड के जीर्ण नियुक्ति शामिल है। SEEG इस प्रकार मस्तिष्क समारोह की जांच के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करता है। इस पत्र में हम SEEG संज्ञानात्मक नियंत्रण में पृष्ठीय पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था (DACC) की भूमिका की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि कैसे प्रदर्शित करता है। हम इलेक्ट्रोड की शल्य चिकित्सा की नियुक्ति का प्रदर्शन, SEEG प्रक्रिया का एक विवरण शामिल हैं। हम वे एक व्यवहार कार्य में लगे हुए हैं, जबकि विषयों सहमति से स्थानीय क्षेत्र क्षमता (LFP) डेटा रिकॉर्ड करने के लिए आवश्यक उपकरणों और प्रक्रिया का वर्णन है। दिए गए उदाहरण में, विषयों एक संज्ञानात्मक हस्तक्षेप कार्य खेलते हैं, और हम संकेतों पृष्ठीय पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था में इलेक्ट्रोड, एक क्षेत्र intim से दर्ज की गई और विश्लेषण कर रहे हैं कैसे प्रदर्शितately निर्णय लेने में शामिल किया गया। हम इस विधि मानव संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की जांच के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है तरीकों के आगे सुझावों के साथ समाप्त।

Introduction

मिरगी, समय के साथ कई आवर्तक बरामदगी द्वारा विशेषता एक आम मस्तिष्क संबंधी विकार, रोग 1 की दुनिया भर में बोझ से 1% के लिए खातों। रोगियों 2,3 के 30% - विरोधी मिरगी दवाओं 20 में बरामदगी को नियंत्रित करने में विफल। इन चिकित्सकीय असभ्य रोगियों में, मिर्गी सर्जरी अक्सर 4,5 संकेत दिया है। सर्जरी के साथ आगे बढ़ने के लिए निर्णय जब्ती ध्यान देते हैं, एक शल्य योजना तैयार करने के लिए एक शर्त लगाने की आवश्यकता है। प्रारंभ में, गैर इनवेसिव तकनीक lateralize और जब्ती फोकस स्थानीयकरण करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। Electroencephalography (ईईजी), उदाहरण के लिए, उपायों कॉर्टिकल बिजली की गतिविधि सिर पर रखा इलेक्ट्रोड से दर्ज की गई है और अक्सर जब्ती फोकस के स्थान के बारे में पर्याप्त जानकारी प्रदान कर सकते हैं। इसके अलावा, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) ऐसे हिप्पोकैम्पस काठिन्य, चिकित्सकीय असभ्य मिर्गी का सबसे सामान्य रूप में देखा क्लासिक पैथोलॉजी, बीच का टी के रूप में असतत घावों, प्रदर्शन कर सकते हैंemporal लोब मिर्गी (MTLE)।

अक्सर, हालांकि, noninvasive workup एक जब्ती फोकस की पहचान करने में असमर्थ है। इन मामलों में, intracerebral इलेक्ट्रोड के साथ आक्रामक electrocorticography (ECoG) फोकस स्थानीय बनाना और आगे शल्य चिकित्सा उपचार 6 मार्गदर्शन करने के लिए आवश्यक है। ECoG मस्तिष्क के साथ सीधे संपर्क में रखा इलेक्ट्रोड का उपयोग बिजली की गतिविधि को मापने के लिए इस्तेमाल किया एक neurophysiological तकनीक है। ग्रिड या सतह के स्ट्रिप्स (अवदृढ़तानिकी) इलेक्ट्रोड मस्तिष्क, एक craniotomy (एक हड्डी फ्लैप के हटाने) और ड्यूरा के बड़े खोलने की आवश्यकता है कि एक प्रक्रिया की सतह पर रखा जाता है। इन सतह इलेक्ट्रोड जब्ती शुरू होने के ख्यात क्षेत्र (ओं) पर रखा जा सकता है। इलेक्ट्रोड के बाहर समाप्त होता है त्वचा में छोटे छिद्रों के माध्यम से टनल और मिर्गी निगरानी इकाई (ईएमयू) में रिकॉर्डिंग उपकरण से जुड़े हैं। ईएमयू में, रोगी निरंतर वीडियो और ECoG रिकॉर्डिंग के माध्यम से नैदानिक ​​जब्ती गतिविधि के लिए नजर रखी है। इस तकनीक को मैंएस cortical सतह के अपेक्षाकृत बड़े क्षेत्रों पर (सप्ताह के दिन) ictal और interictal बिजली के निर्वहन की रिकॉर्डिंग लंबी अवधि के इकट्ठा करने के लिए उपयोगी है। इन intracranial रिकॉर्डिंग जब्ती foci और प्रचार की जांच के लिए चिकित्सकीय अमूल्य रहे हैं, वे भी विशेष रूप से डिजाइन व्यवहार कार्यों के दौर से गुजर मनुष्यों में संज्ञानात्मक समारोह और Neurophysiology जांच करने के लिए अवसर के साथ हमें प्रदान करते हैं।

अवदृढ़तानिकी ग्रिड इलेक्ट्रोड का उपयोग ECoG संवेदी और भाषा संसाधन सहित cortical समारोह, के विभिन्न पहलुओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। कई उदाहरणों में से एक के रूप में Bouchard, एट अल उदर ज्ञानेन्द्रिय प्रांतस्था में बोली जाने वाली भाषा के लिए अक्षरों के गठन में मौखिक मांसलता के अस्थायी समन्वय, मानव भाषण ज्ञानेन्द्रिय प्रांतस्था 7 के रूप में पहचान एक क्षेत्र का प्रदर्शन किया। इसके अलावा, ECoG अवदृढ़तानिकी ग्रिड स्थापन के साथ भी मनुष्य atten करने में सक्षम हैं जिसके द्वारा तंत्र का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया गया हैतथाकथित 'कॉकटेल पार्टी प्रभाव' 8,9: एक भीड़ के भीतर एक विशेष आवाज के लिए डी। दोनों वक्ताओं कि पटरियों एक 'मॉडुलन' साइट है, और एक 'चयन' - ECoG रिकॉर्डिंग गतिशील रूप से भाषण धाराओं कि ट्रैक दो अलग न्यूरोनल बैंड, कम आवृत्ति चरण और उच्च गामा दोनों अलग प्रसंस्करण साइटों रहे हैं, और कहा कि आयाम उतार चढ़ाव है कि वहाँ का प्रदर्शन भाग लिया वक्ता 5 पटरियों है कि साइट।

अवदृढ़तानिकी इलेक्ट्रोड स्थापन के साथ ECoG का एक अन्य उभरते आवेदन एक बाहरी उत्पादन ड्राइव करने के लिए आदेश में neuronal गतिविधि "समझाना" जो ब्रेन कंप्यूटर इंटरफेस (BCIs) के साथ उपयोग के लिए संभावित है। इस तकनीक को दुनिया के साथ संवाद और कृत्रिम अंग 10,11 हेरफेर करने के लिए गंभीर मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी की चोट के साथ रोगियों की इजाजत देने की क्षमता है।

अवदृढ़तानिकी ग्रिड नियुक्ति सुपर के बारे में हमारी समझ के लिए बहुत योगदान दिया जबकिficial cortical क्षेत्रों और cortical मिगी उत्पन्न करने वाला foci की पहचान करने में उपयोगी है, इस तकनीक को एक craniotomy और उसके परिचर जोखिम की आवश्यकता होती है, और आम तौर पर मस्तिष्क की बाहरी सतह का अध्ययन करने के लिए सीमित है। स्टीरियोटैक्टिक Electroencephalography (SEEG) गहरी मिगी उत्पन्न करने वाला foci 12 के आकलन के लिए सक्षम बनाता है कि एक तकनीक है। फ्रांस और इटली में उपयोग का एक लंबा इतिहास के साथ, यह भी तेजी से अमेरिका के 13 में इस्तेमाल किया जा रहा है। SEEG कई इलेक्ट्रोड की नियुक्ति शामिल है (आमतौर पर 10-16) गहरी छोटे (कुछ मिमी) मोड़ ड्रिल गड़गड़ाहट छेद के माध्यम से मस्तिष्क के पदार्थ के भीतर। अवदृढ़तानिकी ग्रिड स्थान पर SEEG का लाभ अपने कम आक्रामक स्वभाव, जरूरत पड़ने पर द्विपक्षीय गोलार्द्धों की जांच में आसानी, और जब्ती प्रचार के तीन आयामी नक्शे उत्पन्न करने की क्षमता शामिल है। इसके अलावा, इन इलेक्ट्रोड सतह इलेक्ट्रोड के साथ की पहचान करने के लिए पहले से मुश्किल थे कि गहरी मिगी उत्पन्न करने वाला foci के पहचान सकें। इस प्रक्रिया का भी प्रदान करता हैतों अवसर Neurophysiology और इस तरह के सीधे मानव में जांच करने के लिए पहले से कठिन थे, जो सभी के लिम्बिक सिस्टम, mesoparietal कॉर्टेक्स, mesotemporal कॉर्टेक्स, और orbitofrontal प्रांतस्था, के रूप में गहरी कॉर्टिकल संरचनाओं, के समारोह में जांच करने के लिए।

इस पत्र SEEG पृष्ठीय पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था (DACC) में संज्ञानात्मक समारोह की जांच के लिए उपयोग किया जा सकता है कि कैसे को दर्शाता है। DACC एक व्यापक रूप से जांच की मस्तिष्क क्षेत्र है, लेकिन यह भी सबसे खराब समझ में से एक है। मानव अनुभूति के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र माना जाता है, यह DACC वातावरण 14 द्वारा लगाए गए लगातार बदलती मांगों के संदर्भ में निर्णय के गतिशील तंत्रिका प्रसंस्करण के लिए केंद्रीय है कि संभावना है। दोनों प्राइमेट 15,16 और मनुष्यों के 17 में अध्ययन DACC विशेष रूप से एक साथ कई परस्पर विरोधी की स्थितियों में, एक दिया कार्रवाई का संभावित जोखिम और पुरस्कार को एकीकृत 18-21, और मी कि मांगों का सुझावपिछले कार्यों और उनके परिणामों 14,22,23 के संदर्भ में इन फैसलों odulates।

बहु स्रोत हस्तक्षेप टास्क (यूके), एक Stroop की तरह व्यवहार कार्य, अक्सर DACC में संघर्ष प्रसंस्करण की जांच के लिए प्रयोग किया जाता है। यूके कार्य DACC 24,25 द्वारा विनियमित प्रसंस्करण के एकाधिक डोमेन में शामिल न्यूरॉन्स की भर्ती द्वारा DACC सक्रिय। इस कार्य के लिए विशेष रूप से निर्णय लेने, लक्ष्य का पता लगाने, नवीनता का पता लगाने, त्रुटि का पता लगाने, प्रतिक्रिया चयन, और उत्तेजना / प्रतिक्रिया प्रतियोगिता की सुविधाओं के परीक्षण के द्वारा DACC सक्रिय। इसके अलावा, यूके कार्य SEEG का उपयोग कर एक साथ परस्पर विरोधी उत्तेजनाओं को DACC तंत्रिका प्रतिक्रियाओं की जांच के लिए इस अध्ययन में उपयोग किया जाता है, जो संज्ञानात्मक हस्तक्षेप के कई आयामों का परिचय।

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Protocol

प्रत्येक रोगी के शोध अध्ययन के लिए उपयुक्तता के लिए समीक्षा की जाती है, और उपयुक्त रोगियों स्थानीय आईआरबी प्रक्रियाओं के अनुसार अध्ययन में भाग लेने के लिए सहमति दे दी जानी चाहिए कि सुनिश्चित करें।

SEEG और अनुसंधान के लिए 1. रोगी चयन

  1. SEEG के लिए रोगी के चयन
    नोट: मिर्गी के मरीजों को चिकित्सकीय epileptologists, neuropsychologists और न्यूरो सर्जन से मिलकर इन दोनों क्षेत्रों की टीम द्वारा मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
    1. रोगी विरोधी मिरगी दवाओं के कम से कम दो पर्याप्त परीक्षण के लिए प्रतिक्रिया करने में विफलता के रूप में परिभाषित चिकित्सकीय आग रोक फोकल मिर्गी, है कि सुनिश्चित करें।
    2. गैर इनवेसिव तकनीक मिगी उत्पन्न करने वाला foci स्थानीयकरण करने में विफल रहा है कि सुनिश्चित करें।
    3. रोगी केवल अवदृढ़तानिकी ग्रिड इलेक्ट्रोड के साथ जांच के लिए उपयुक्त नहीं है कि इन दोनों क्षेत्रों की टीम के साथ की पुष्टि करें।
    4. एक गहरी जब्ती शुरुआत जोन के नैदानिक ​​संदेह है कि वहाँ इन दोनों क्षेत्रों की टीम के साथ की पुष्टि करें।
    2. <ली> शोध कार्य के लिए रोगी के चयन
    1. विषय है कि 13 और 65 वर्ष की उम्र के बीच है सुनिश्चित करें।
    2. रोगी से (अगर 18 साल से कम उम्र के माता पिता की सहमति के साथ मिलकर) सहमति या सहमति प्राप्त करते हैं।
    3. विषयों के कार्य में भाग लेने के लिए और परीक्षण के साथ सहयोग करने में सक्षम हैं सुनिश्चित करें।

2. तैयारी और आरोपण तकनीक

  1. निर्माता प्रोटोकॉल के अनुसार, preoperatively एक बड़ा टी 2 और इसके विपरीत बढ़ाया बड़ा T1 के एमआरआई प्रदर्शन और स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर के लिए छवियों को हस्तांतरण।
    1. एमआरआई और जब्ती foci के नैदानिक ​​संदेह के आधार पर गहराई इलेक्ट्रोड लक्ष्यों की योजना है।
      नोट: दिए गए उदाहरणों BrainLAB नेविगेशन सॉफ्टवेयर पर आधारित है और इस प्रकार इस प्रणाली के लिए विशिष्ट हैं कर रहे हैं। हालांकि, किसी भी स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर गहराई इलेक्ट्रोड trajectories और नियुक्ति की योजना के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
    2. के रूप में ब्याज की संरचनात्मक क्षेत्र को परिभाषित करेंस्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर में "स्टीरियोटैक्टिक योजना" समारोह के भीतर लक्ष्य बिंदु।
    3. उदाहरण के लिए, ब्याज के लक्ष्य के रूप में DACC का उपयोग करें। इसके प्रक्षेपवक्र, प्रेस को परिभाषित करने के लिए "नया प्रक्षेपवक्र," फिर "लक्ष्य" प्रेस और DACC पर क्लिक करें। (राज्याभिषेक और बाण के समान अक्षीय,) सभी तीन विमानों में DACC जांच और प्रत्येक विमान में DACC के बीच पर क्लिक करके DACC के बीच में टार्गेट सेंटर।
      1. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर में "स्टीरियोटैक्टिक योजना" समारोह के भीतर खोपड़ी पर प्रवेश बिंदु को परिभाषित करें।
    4. उदाहरण के लिए, DACC के लिए सबसे छोटा रास्ता होना प्रतीत होता है कि सिर पर एक बिंदु का चयन करें। प्रेस "प्रवेश" और प्रवेश बिंदु बनाने के लिए सिर पर बिंदु का चयन करें।
    5. क्लिक करें और cortical और subcortical संवहनी संरचनाओं के रूप में अच्छी तरह से किसी भी संभावित वाक्पटु सीई से बचने के लिए परिभाषित प्रक्षेपवक्र संशोधित करने के लिए "लक्ष्य" और "प्रवेश" अंक खींचेंrebral क्षेत्रों के।
    6. सभी की योजना बनाई गहराई इलेक्ट्रोड लक्ष्य (चित्रा 1) के लिए दोहराएँ।
    7. सर्जरी की सुबह मरीज ​​एडमिट, ऑपरेटिंग कमरे में लाने के लिए, और सामान्य संज्ञाहरण 26,27 के तहत प्रेरित।
    8. खोपड़ी शिकंजा के साथ रोगी के सिर के लिए एक Cosman-रॉबर्ट्स-वेल्स (CRW) स्टीरियोटैक्टिक headframe संलग्न।
    9. जगह में headframe के साथ एक बड़ा सीटी प्राप्त करते हैं।
    10. "लोड और आयात" समारोह के माध्यम से स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर में बड़ा सीटी और एमआरआई छवियों को लोड।
    11. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर के भीतर "स्थानीयकरण" समारोह पर क्लिक करें।
    12. Headframe युक्त और फिर "localizer निरुपित" बटन धकेलने के रूप स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर द्वारा परिभाषित छवियों के सभी पर क्लिक करके CRW headframe स्थानीयकरण।
    13. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर के भीतर 'एसी / पीसी स्थानीयकरण "समारोह पर क्लिक करें।
    14. ईदउनकी संरचनात्मक स्थान पर आधारित है पूर्वकाल और कूल्हों commissures entify।
    15. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर के भीतर 'एसी / पीसी सिस्टम सेट "समारोह के माध्यम से पूर्वकाल और कूल्हों commissures निर्दिष्ट।
    16. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर के भीतर "छवि फ्यूजन" समारोह पर क्लिक करें।
    17. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर 28,29 में एमआरआई छवियों के साथ सीटी छवियों मिलाएं। "फ्यूजन" टैब के नीचे रखा बड़ा सीटी और एमआरआई छवियों पर क्लिक करें और फिर "ऑटो फ्यूजन" पर क्लिक करें।
      नोट: यह स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम निर्देशांक भीतर एमआरआई देता है।
    18. स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन सॉफ्टवेयर के भीतर "स्टीरियोटैक्टिक योजना" समारोह पर क्लिक करें और कदम 2.1.2 से की योजना बनाई trajectories की पुष्टि - 2.1.6।
    19. "स्टीरियोटैक्टिक कार्य" टैब के अंतर्गत स्टीरियोटैक्टिक संदर्भ के रूप में बड़ा सीटी चुनें।
    20. टी में "प्रिंट" आइकन पर क्लिक करेंमाउस की वह ऊर्ध्वाधर कॉलम प्रत्येक गहराई इलेक्ट्रोड प्रक्षेपवक्र 30,31 के लिए अंतिम स्टीरियोटैक्टिक निर्देशांक मुद्रित करने के लिए।
  2. आरोपण तकनीक
    1. सीटी स्कैन निम्न आपरेटिंग कमरे में रोगी लौटें।
    2. तैयार है और दिनचर्या बाँझ विधियों 32,33 का उपयोग कर शल्य चिकित्सा क्षेत्र कपड़ा।
    3. एक प्रतिदीप्तिदर्शी ऑपरेटिंग कमरे में है और शल्य चिकित्सा क्षेत्र के बाकी के साथ लिपटी सुनिश्चित करें।
    4. कदम 2.1.20 से मुद्रित स्टीरियोटैक्टिक निर्देशांक का प्रयोग, headframe पर पहली गहराई इलेक्ट्रोड के लिए निर्देशांक निर्धारित किया है।
      स्टीरियोटैक्टिक निर्देशांक तीन विमानों में दिया जाता है: पार्श्व (एक्स), ऊर्ध्वाधर (Y) और पूर्वकाल-पीछे (जेड) ध्यान दें। उदाहरण के लिए, सही DACC में एक लक्ष्य के लिए मुद्रित निर्देशांक 48.2 मिमी एपी, 6.6 मिमी पार्श्व और 2.2 मिमी खड़ी कर रहे हैं। headframe फिर उसके अनुसार उन निर्देशांक को तैयार है।
    5. त्वचा के नीचे guideblock बढ़ाएँ और एस पर गड़गड़ाहट छेद के स्थान चिह्नितएक अंकन कलम के साथ CALP। स्टीरियोटैक्टिक निर्देशांक पर और जैसे आधारित जगह में guideblock फिक्स, कोई स्थलों चीरा चिह्नित करने के लिए आवश्यक हैं।
    6. उल्लेखनीय चीरा में एपिनेफ्रीन की 100,000 कमजोर पड़ने: एक एक में 0.5% bupivicaine के 3 मिलीलीटर - 2 इंजेक्षन।
    7. उल्लेखनीय चीरा में खोपड़ी के लिए नीचे एक स्केलपेल के साथ खोपड़ी में एक निक बनाओ।
    8. त्वचा या चमड़े के नीचे ऊतक में जहाजों से किसी भी खून बह रहा है कम से कम करने के क्रम में एक लेपित गवाक्ष के साथ निर्देशित monopolar दाग़ना का उपयोग कर dermis और गहरी ऊतक दाग़ना।
    9. चीरा के बीच में एक 2.1 मिमी मोड़ ड्रिल बिट का उपयोग कर एक गड़गड़ाहट छेद ड्रिल।
    10. एक कठोर गवाक्ष जांच के साथ ड्यूरा खोलें। खोपड़ी में एक लंगर बोल्ट भाड़ में। इलेक्ट्रोड के लिए एक ट्रैक बनाने के लिए लंगर बोल्ट के माध्यम से एक पूर्व मापा ख़ंजर जांच रखें।
    11. ध्यान से पूर्व गणना की गहराई तक इलेक्ट्रोड अग्रिम। इलेक्ट्रोड को सुरक्षित करने के लिए नीचे लंगर बोल्ट टोपी कसो।
    12. सभी के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएंगहराई इलेक्ट्रोड।
    13. नीचे प्रतिदीप्तिदर्शी प्लेस और fluoroscopic छवियों को प्राप्त करने के लिए एपी और पार्श्व विमानों दोनों में रोगी के सिर के आसपास के सभी इलेक्ट्रोड की पर्याप्त नियुक्ति trajectories सुनिश्चित करने के लिए।
    14. उचित impedances के सत्यापित करने के लिए नैदानिक ​​ईईजी सिस्टम के लिए इलेक्ट्रोड कनेक्ट करें।
    15. वसूली के कमरे में संज्ञाहरण और परिवहन से रोगी जागो, और बाद में ईएमयू के लिए।
    16. ईएमयू में, नैदानिक ​​बरामदगी के लिए और बरामदगी की electrographic सबूत के लिए ECoG के माध्यम से क्लोज सर्किट निगरानी के माध्यम से रोगी की निगरानी।

3. व्यवहार कार्य और डाटा अधिग्रहण

  1. व्यवहार कार्य
    1. कंप्यूटर पर खुला व्यवहार सॉफ्टवेयर व्यवहार सॉफ्टवेयर चलाने के लिए पूरी तरह समर्पित कर दिया।
      MonkeyLogic, प्रस्तुति और अस्थायी सटीक psychophysical कार्यों 34,35 के निष्पादन के लिए बनाया गया एक MATLAB उपकरण बॉक्स पर आधारित हैं प्रदान किए गए निर्देशों और सपा इस प्रकार हैं: नोटउस व्यवहार सॉफ्टवेयर मंच को ecific। इस कार्यक्रम के Matlab के संस्करण 2010a पर चलाने के लिए और की आवश्यकता है "डाटा अधिग्रहण टूलबॉक्स।" हालांकि, दृश्य उत्तेजनाओं पेश करने और इस्तेमाल किया जा सकता है electrophysiological डेटा रिकॉर्डिंग में सक्षम किसी भी व्यवहार सॉफ्टवेयर मंच।
    2. बराबर आवृत्ति के सभी चार परीक्षण प्रकार में शामिल करने के लिए यूके कार्य चलाने के लिए डिज़ाइन शर्तों फ़ाइल सेट।
      नोट: यूके कार्य नंबर के दो, 'distractors', एक ही है और एक नंबर रहे हैं, जहां 0 और 3 के बीच तीन नंबर की एक क्यू के साथ इस विषय को पेश करने के होते हैं, 'लक्ष्य', अलग है।
      1. एक बटन बॉक्स पर इसी बटन दबाकर 'लक्ष्य' की पहचान करने के लिए विषय आज्ञा। '1' लक्ष्य है, तो छोड़ दिया बटन सही विकल्प है। '2', मध्य बटन, और यदि '3', सही बटन हैं। '0' एक संभव बटन के अनुरूप नहीं है (चित्रा 2)।
      2. "की स्थिति सेट करें" बटन दबाएँ और पूर्व चरण में सेट वांछित शर्तों फ़ाइल का चयन करें।
        नोट: निर्णय लेने की प्रक्रिया के दौरान संघर्ष को प्रेरित है कि संज्ञानात्मक हस्तक्षेप के दो प्रकार के होते हैं। Distractors संभव हैं जब गढ़ हस्तक्षेप परीक्षणों होते हैं (1, 2, या 3, बजाय 0) बटन विकल्प (उदाहरण के लिए।, 121), लक्ष्य संख्या के स्थानिक स्थान प्रतिक्रिया स्थान से अलग है जब स्थानिक हस्तक्षेप परीक्षणों होते हैं, जबकि (जैसे, 200 है, जिसमें मध्य बटन लक्ष्य संख्या) को छोड़ दिया की स्थिति में है कि इस तथ्य के बावजूद सही जवाब है। इन दोनों के हस्तक्षेप प्रकार की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर चार परीक्षण प्रकार के होते हैं।
      3. प्रदर्शन बॉक्स में "टेस्ट" पर क्लिक करके व्यवहार प्रदर्शन की निगरानी का परीक्षण करें। 3 सेकंड - प्रदर्शन की निगरानी के लिए 2 परीक्षण दृश्य उत्तेजना दिखाना चाहिए।
      4. आंकड़ों पर अनुरूप जानकारी के अधीन इंटरफ़ेस डिवाइस (बटन बॉक्स) कनेक्टकंप्यूटर पर अधिग्रहण बोर्ड तीन मानक bnc केबलों के माध्यम से electrophysiological डेटा रिकॉर्डिंग करने के लिए समर्पित कर दिया।
      5. एक शक्ति के स्रोत के लिए बटन बॉक्स से कनेक्ट करें।
      6. 9 रिबन में एक रिबन केबल विभाजन के माध्यम से 512 चैनल तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर के लिए डाटा अधिग्रहण बोर्ड कनेक्ट। 9 वें रिबन डाटा अधिग्रहण बोर्ड के डिजिटल पीएफआई हिस्से पर बंदरगाह 0 से जुड़ा है, जबकि डाटा अधिग्रहण बोर्ड के डिजिटल मैं / हे हिस्से पर 7 - रिबन के आठ बंदरगाहों 0 से जुड़े हैं।
        नोट: रिबन 8 बिट डिजिटल मार्कर (बंदरगाहों 0-7, डिजिटल आई / ओ) भेजने के तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर के लिए, और एक स्ट्रोब पल्स (पोर्ट 0, डिजिटल पीएफआई)।
      7. तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर सॉफ्टवेयर में वांछित नमूना दर निर्धारित करें।
        1. इस उदाहरण में, प्रति सेकंड 1,000 नमूने लिए ऑनलाइन दूसरा, उर्फ ​​प्रति और नीचे-नमूना 50,000 नमूनों के लिए वांछित नमूना दर निर्धारित किया है। काम के विशिष्ट लक्ष्यों को फिट करने के लिए नमूना दर को समायोजित करें। उप millisecond सटीक समयएक अत्यंत उच्च दर नमूने की आवश्यकता है।
      8. फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर के लिए एम्पलीफायर कनेक्ट करें।
      9. डेटा की किरण और फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से तंत्रिका डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर में ऑप्टिकल पीसीआई कार्ड के लिए तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर कनेक्ट करें।
    3. आंकड़ा अधिग्रहण
      1. प्रसंस्करण और डिजीटल छानने के लिए एक 512 चैनल तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर युक्त ईएमयू इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी के लिए अनुसंधान रिग का इस्तेमाल, गहराई इलेक्ट्रोड से विद्युत संकेतों पूर्व परिलक्षित।
        नोट: व्यवहार में प्रसंस्करण के लिए 512 चैनल हैं, जबकि 15 से अधिक नहीं कर रहे हैं - नैदानिक ​​प्रयोजनों के लिए रखा 20 इलेक्ट्रोड। डेटा आकार और स्थानिक संकल्प के रूप में संभव कभी नहीं एक मुद्दा है के रूप में इसलिए, हम के रूप में कई इलेक्ट्रोड से रिकॉर्डिंग की सलाह देते हैं।
      2. रोगी के कमरे में रिग परिवहन ए पोर्टेबल मेज पर रोगी के सामने व्यवहार पर नजर रखने के लिए जगह और व्यवहार पर नियंत्रण कंप्यूटर से कनेक्टएक मानक डीवीआई केबल का उपयोग कर व्यवहार सॉफ्टवेयर चल रहा है।
      3. संभव के रूप में विनीत रहने के लिए पीछे या क्रम में रोगी के बिस्तर के किनारे करने के लिए रिकॉर्डिंग रिग रखें।
      4. नैदानिक ​​प्रणाली से अनुसंधान रिकॉर्डिंग है कि अलग फाड़नेवाला बॉक्स करने के लिए अनुसंधान प्रणाली से कनेक्ट करें।
      5. तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर सॉफ्टवेयर 34,35 का उपयोग करते हुए नियंत्रण रिकॉर्डिंग मापदंडों।
        नोट: इस प्रणाली के व्यवहार की घटनाओं 34,35 से अधिक उप millisecond नियंत्रण सक्षम बनाता है। तंत्रिका और व्यवहार डेटा के बीच तुल्यकालन कार्य घटनाओं या डिजिटल मार्करों के लिए कोडिंग के अनुरूप दालों के साथ या तो पूरा किया जा सकता है। दोनों का संकेत अनुरूप करने के लिए डाटा अधिग्रहण बोर्ड पर डिजिटल या अनुरूप outputs या तंत्रिका सिग्नल प्रोसेसर पर डिजिटल जानकारी या तो से भेजा जा सकता है।
      6. रोगी विषय इंटरफ़ेस डिवाइस (बटन बॉक्स) हाथ और कार्य निर्देश दे।
      7. काम चलाने के लिए "भागो" पर क्लिक करें।
      8. रोगी की अनुमति दें150 परीक्षणों से प्रत्येक के दो ब्लॉकों को पूरा करें।

    4. डेटा विश्लेषण

    1. Electrophysiological डेटा के दृश्य के लिए अनुमति देता है कि ओपन सॉफ्टवेयर पैकेज।
      नोट: नीचे दिए गए निर्देशों का Matlab के संस्करण 2010a लेकिन इस्तेमाल किया जा सकता है दृश्य और electrophysiological डेटा के हेरफेर के लिए अनुमति देता है कि किसी भी सॉफ्टवेयर के लिए विशिष्ट हैं।
    2. परीक्षण सत्र से कच्चे electrophysiological डेटा युक्त ओपन .edf फ़ाइल।
    3. Epileptiform निर्वहन या आंदोलन विरूपण साक्ष्य (चित्रा 3) के रूप में ऐसी कोई दिखाई विरूपण साक्ष्य नहीं है सुनिश्चित करने के लिए सत्र से SEEG संकेत कल्पना।
    4. परीक्षण संरचना चित्रित कैसे कर सकते हैं अनुरूप दालों को वर्णन करने के लिए कच्चे LFP ट्रेस (3B चित्रा) पर व्यवहार कार्य से समय दालों ओवरले।
    5. समय दालों का प्रयोग, प्रत्येक परीक्षण (चित्रा -3 सी) के लिए क्यू प्रस्तुति के लिए SEEG ट्रेस संरेखित।
    6. Outliers (> 4 मानक विचलन) निकालेंऔर विरूपण साक्ष्य निशान (चित्रा 3 डी)।
    7. (चित्रा 3E में खड़ी दिखाया 20 परीक्षण) सभी गठबंधन आगे के विश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स में परीक्षणों को बचाओ।
    8. परीक्षणों भर में औसत LFP गतिविधि प्रस्तुत उत्तेजनाओं से संबंधित नहीं शोर, विरूपण साक्ष्य, या ईईजी गतिविधि के प्रभाव को कम करने के लिए, और ब्याज का संकेत (चित्रा 3F) बढ़ाने के लिए।
    9. बहु-पतला वर्णक्रम विश्लेषण 36-38 का उपयोग कच्चे, परीक्षण-औसतन spectrogram बनाएँ।
      नोट: समय आवृत्ति विश्लेषण एक या कई परीक्षणों भर में विशिष्ट SPECTRO लौकिक गतिशीलता की जांच के क्रम में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस विधि में समय के साथ विभिन्न आवृत्तियों पर न्यूरोनल दोलनों की जांच में सक्षम बनाता है।
    10. पैड बढ़त प्रभाव से बचने के लिए दो की अगली सबसे बड़ी शक्ति के शून्यों के साथ प्रत्येक परीक्षण से संकेत।
    11. कल्पना बनाने के लिए संकेत की अवधि के माध्यम से 5 प्रमुख tapers के साथ एक 800 एमएस स्लाइडिंग खिड़की और 9 हर 10 एमएस की एक समय-बैंडविड्थ उत्पाद पर लागूtrogram (चित्रा -4 ए)।
    12. 10 से spectrogram का प्रवेश गुणा और उच्च आवृत्ति जानकारी प्रदर्शित करने के लिए मानक के अनुसार।
      Spectrograms (यानी, नकारात्मक 2 सत्ता के लिए उठाया प्रत्येक आवृत्ति मूल्य) (चित्रा 4 बी), कुछ आधारभूत गतिविधि (चित्रा 4C) का मतलब स्पेक्ट्रम, या मतलब द्वारा विभाजित और घटाकर एक सैद्धांतिक आवृत्ति वितरण द्वारा सामान्यीकृत किया जा सकता है: नोट प्रत्येक आवृत्ति बैंड (चित्रा 4D) में मूल्यों का मानक विचलन। इस प्रक्रिया के कार्य करने के लिए विशिष्ट परिवर्तन के लिए समय के साथ कच्चे और सामान्यीकृत दोनों रूपों में विशिष्ट आवृत्ति बैंड की परीक्षा के लिए अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, उच्च गामा बैंड सक्रियण - चित्रा 3E में दिखाया गया है, जो (70 150 हर्ट्ज), इलेक्ट्रोड 39,40 आसपास के स्थानीय न्यूरोनल आबादी के स्थानीय उत्तेजक गतिविधि प्रतिबिंबित करने के लिए सोचा है।

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Representative Results

एक मरीज SEEG इलेक्ट्रोड नियुक्ति के लिए चयनित होने के बाद, वह / वह एमआरआई बढ़ाकर एक बड़ा टी 2 और T1 विपरीत आए। SEEG इलेक्ट्रोड trajectories तो बड़ा एमआरआई दृश्यों के स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन (चित्रा 1) का उपयोग की योजना बनाई है। इस तकनीक को ऐसे विशिष्ट सतह इलेक्ट्रोड स्थापन के साथ संभव नहीं होगा कि पृष्ठीय पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था (प्रकाश नारंगी प्रक्षेपवक्र, चित्रा 1) के रूप में कॉर्टेक्स के भीतर गहरे संरचनाओं से स्थानीय क्षेत्र क्षमता के संग्रह के लिए अनुमति देता है। बाद operatively ईएमयू में, रोगी DACC न्यूरॉन्स सक्रिय करने के लिए डिज़ाइन किया गया बहु स्रोत हस्तक्षेप टास्क (चित्रा 2), प्रदर्शन करती है। परीक्षणों की एक पर्याप्त संख्या के बाद, DACC में SEEG इलेक्ट्रोड से स्थानीय क्षेत्र संभावित डेटा बाद में सार्थक विश्लेषण (चित्रा 3) के लिए क्यू प्रस्तुति के लिए LFP डेटा संरेखित करने के क्रम में preprocessed कर रहे हैं। इसके अलावा, एक बार गठबंधन, LFP डेटा चा जांच करने के लिए औसतन किया जा सकतापरीक्षण प्रकार (चित्रा 3F) के बीच औसतन electrophysiological जवाब में nges। बाद में, बहु-शंकु spectrograms समय के साथ आवृत्ति बैंड में परिवर्तन (चित्रा 4) की जांच के लिए बने हैं। खोपड़ी ईईजी अध्ययन DACC में देखा गतिविधि में अलग आवृत्ति बैंड फंसा दिया है, समय-आवृत्ति विश्लेषण व्यवहार के साथ DACC में electrophysiological परिवर्तन से जोड़ने के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका है।

चित्र 1
चित्रा 1. एमआरआई। ऊपरी बाएँ पैनल बढ़ी बड़ा T1 के विपरीत की स्टीरियोटैक्टिक नेविगेशन का उपयोग नियोजित SEEG इलेक्ट्रोड Trajectories। ऊपर नीचे आरोपित की योजना बनाई SEEG इलेक्ट्रोड trajectories के साथ तीन dimensionally खंगाला चेहरे का दृश्य। शीर्ष सही, नीचे छोड़ दिया, और नीचे सही पैनल। अक्षीय, मरीज की एमआरआई पर आरोपित की योजना बनाई SEEG इलेक्ट्रोड trajectories के बाण के समान और राज्याभिषेक विचार। नारंगीइलेक्ट्रोड trajectories के द्विपक्षीय पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था में आरोपण का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. बहु स्रोत हस्तक्षेप टास्क। प्रारंभ में, इस विषय दिखाया जा रहा क्यू करने से पहले स्क्रीन के बीच में एक क्रॉस पर fixates। क्यू तब प्रस्तुत किया है और इस विषय प्रस्तुत अन्य दो नंबर से एक संख्या है जो अलग है 'लक्ष्य' नंबर, पहचान करनी चाहिए। विषय के लिए एक बटन के साथ धक्का पसंद इंगित करता है: बाएं बटन लक्ष्य "एक" अगर विषय मध्य बटन दबाता है, तो मध्यम अगर "2" और सही अगर "3." इस उदाहरण में, वह / वह दिखाया गया है वह यह दर्शाता है हरे रंग में संख्या "2", / वह बनायासही विकल्प। वह / वह अन्य बटन के दोनों चुनता है, "2" एक गलत विकल्प का संकेत है, लाल रंग में दिखाया गया है। विषय भी वे "2" की परवाह किए बिना विकल्प सही है या नहीं के नीले रंग में दिखाया गया है, जो मामले में उनकी पसंद के बारे में valenced राय, प्राप्त नहीं है, जिसमें परीक्षणों से गुजरना। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3. Preprocessing SEEG डेटा। (ए) DACC में एक चैनल से दर्ज सभी डेटा। (बी) के व्यवहार कार्य के लिए मढ़ा समय दालों के साथ पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था से एक मिनट लंबी रिकॉर्डिंग। क्यू प्रस्तुति पर गठबंधन प्रत्येक परीक्षण के लिए (सी) डाटा। प्रत्येक के लिए (डी) डेटापरीक्षण हटाया outliers और विरूपण साक्ष्य निशान के साथ क्यू प्रस्तुति पर गठबंधन। 20 परीक्षणों क्यू प्रस्तुति पर गठबंधन और खड़ी से (ई) LFP। एफ LFP एक औसत दर्जे का प्रीफ्रंटल इलेक्ट्रोड से क्यू प्रस्तुति पर गठबंधन औसत। बिंदीदार रेखा निर्धारण बिंदु की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करते हैं। धराशायी लाइनों क्यू शुरुआत प्रतिनिधित्व करते हैं। पानी का छींटा-बिंदीदार लाइनों औसत प्रतिक्रिया समय का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4. वर्णक्रमीय विश्लेषण। (ए) कच्चे परीक्षण-औसतन बहु घटना spectrogram क्यू पर गठबंधन। (बी) 1/2 एफ द्वारा एक सामान्यीकृत में एक ही spectrogram। (सी) 500 मिलीसेकेंड से मतलब स्पेक्ट्रम befor के द्वारा एक सामान्यीकृत में एक ही spectrogramक्यू ई। आवृत्ति बैंड द्वारा सामान्यीकृत (डी) (ए) में एक ही spectrogram। सामान्यीकृत और unnormalized स्पेक्ट्रा के लिए (ई) मतलब उच्च gammaband शक्ति। सभी भूखंडों में, बिंदीदार रेखा निर्धारण बिंदु की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करते हैं, धराशायी लाइनों क्यू शुरुआत का प्रतिनिधित्व करते हैं, और पानी का छींटा-बिंदीदार लाइनों औसत प्रतिक्रिया समय का प्रतिनिधित्व करते हैं। रंग सलाखों (ई) में इस्तेमाल उच्च गामा बैंड संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

इस पत्र में SEEG मानव में एक निर्णय लेने की कार्य के दौरान DACC भीतर स्थानीय neuronal आबादी की गतिविधि की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। पिछला काम intraoperative microelectode रिकॉर्डिंग 14 का उपयोग कर DACC में व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की गतिविधियों की जांच की और DACC गतिविधि पिछले गतिविधि के द्वारा संग्राहक है कि प्रदर्शन किया है। Microelectrode पढ़ाई व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की spiking गतिविधि की जांच कर सकें। SEEG न्यूरॉन्स की एक बड़ी आबादी के पार summated सिनेप्टिक क्षमता से संबंधित हैं जो LFPs, उपाय। SEEG इसलिए एक साथ कई मस्तिष्क क्षेत्रों से आबादी neuronal गतिविधि की जांच करने का अवसर देता है।

वैज्ञानिक सवालों की जांच करने के लिए इस तरह के SEEG के रूप में एक नैदानिक ​​तकनीक का उपयोग करते हैं, यह पहली बार ऑपरेटिव और अनुसंधान की योजना गठबंधन कर रहे हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। हल करने के लिए नैदानिक ​​समस्या मरीज की जब्ती शुरुआत जोन और वाई का निर्धारण शामिल हैहमेशा पूर्वता ले जाएगा। ऑपरेटिव योजना नैदानिक ​​जरूरत से निर्धारित होता है, क्योंकि यह हमेशा हर मामले के साथ ही अनुसंधान समस्या की जाँच करने के लिए संभव नहीं होगा। इस प्रकार, हम क्षेत्रों इलेक्ट्रोड के साथ पूछताछ की जा आधार पर रोगी के ऑपरेटिव योजना के लिए अनुकूलित किया जा सकता है कि अलग वैज्ञानिक सवालों के जवाब देने के लिए बनाया गया कार्यों की एक श्रृंखला विकसित किया है।

इस अध्ययन में, SEEG LFP डेटा, मुश्किल यह है कि औसत दर्जे का प्रीफ्रंटल क्षेत्र में एक गहरी कॉर्टिकल संरचना मानव में जांच करने के लिए पृष्ठीय पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था में लक्ष्य का निर्देशन व्यवहार पर संज्ञानात्मक नियंत्रण की जांच के लिए उपयोग किया गया था। LFP डाटा अधिग्रहण कई अलग अलग प्रणालियों के साथ किया जा सकता है। विचार करने के लिए एक महत्वपूर्ण पहलू के रूप में यह दर नमूना शोधकर्ता रुचि रखता है, जिसमें संकेतों प्राप्त करने के लिए पर्याप्त उच्च किया जाना चाहिए है। सामान्य में, नमूना दर सबसे अधिक आवृत्ति बैंड की जांच की जा रही है की तुलना में चार गुना अधिक होना चाहिए। उदाहरण के लिए, अगर अनुसंधानएर पैदा की क्षमता (<50 हर्ट्ज) देखने में रुचि रखते है, नमूना दर केवल लगभग 200 नमूनों / एस जरूरत हो। वैज्ञानिक सवाल उच्च गामा गतिविधि की जांच शामिल है हालांकि, अगर (60-200 हर्ट्ज), नमूना दर कम से कम 500 नमूने / एस होना चाहिए। साथ ही, सिस्टम ब्याज की आवृत्ति बैंड को बाहर नहीं जाना चाहिए डाटा अधिग्रहण प्रणाली पर काफी प्रत्यारोपित कर रहे हैं के रूप में इलेक्ट्रोड, और हार्डवेयर फिल्टर रिकॉर्ड करने में सक्षम होना चाहिए। उदाहरण के लिए, कई प्रणालियों प्रत्यक्ष वर्तमान संकेतों रिकॉर्ड नहीं है। शोधकर्ता बहुत धीमी गति से संकेतों का अध्ययन करने में रुचि रखते हैं, तो वह / वह एक उचित कम उच्च पास हार्डवेयर फिल्टर के साथ एक रिकॉर्डिंग सिस्टम का उपयोग करना चाहिए। डेटा विश्लेषण चरण के दौरान, यह बहुत बड़ी या तेजी से यात्रियों के साथ परीक्षण को हटाने और सामान्य शरीर क्रिया विज्ञान epileptiform गतिविधि की उपस्थिति में अध्ययन करने के लिए बहुत मुश्किल है के रूप में epileptiform गतिविधि दिखा रहे हैं कि चैनल या परीक्षणों को दूर करने के लिए महत्वपूर्ण है।

त्रुटि भविष्यवाणी 23,41 में DACC की भूमिका 18-21, परस्पर विरोधी प्रतिक्रियाओं 42 और पिछले गतिविधि 14,22,23 के संदर्भ में कार्रवाई में 15 और व्यवहार रूपांतर में प्रेरित, अच्छी तरह से स्थापित है। हालांकि, DACC संज्ञानात्मक नियंत्रण modulates जिसके द्वारा विशिष्ट तंत्रिका तंत्र के लिए एक एकीकृत और एकीकृत सिद्धांत की वजह से एक साथ 43,44 इन डोमेन की जांच मानव अध्ययन से अनुभवजन्य सबूत की कमी के अनुमान के लिए अभी भी विषय है। SEEG मानव DACC में तंत्रिका गतिविधि की जांच और इसलिए DACC समारोह का एक एकीकृत समझ के लिए योगदान करने का अवसर प्रदान करता है।

SEEG ऐसे हैं जिनकी भागीदारी निर्णय लेने के भावनात्मक और इनाम आधारित पहलुओं में एक इकाई का उपयोग करते हुए अध्ययन में पता लगाया गया है orbitofrontal प्रांतस्था (ओएफसी), के रूप में सतह इलेक्ट्रोड, के साथ उपयोग करने के लिए मुश्किल हो सकता है, जो अन्य cortical क्षेत्रों की जांच करने का अवसर देता है मकाक सोम में रिकॉर्डिंगप्रसार भारित इमेजिंग tractography 46 का उपयोग करते हुए मनुष्यों में चाबियाँ 45 और कनेक्टिविटी अध्ययन करता है। इन अध्ययनों में ओएफसी समारोह के सिद्धांत में योगदान दिया है जबकि मानव निर्णय लेने की 47, ओएफसी समारोह में विशेष रूप से 48 का अध्ययन मनुष्यों में साहित्य की एक कमी है। SEEG इस ज्ञान की खाई को संबोधित करने का अवसर प्रदान करता है। इसके अलावा, SEEG लिम्बिक सिस्टम के विभिन्न क्षेत्रों के समारोह में प्रदर्शित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, प्रसंस्करण भावना, दर्द, भय और नकारात्मक में शामिल गहरी cortical और subcortical संरचनाओं का एक संग्रह प्रभावित करते हैं। अर्थपूर्ण चेहरे को लिम्बिक प्रणाली की प्रतिक्रिया की जांच कर ऐसा ही एक SEEG अध्ययन हिप्पोकैम्पस और प्रमस्तिष्कखंड प्रमस्तिष्कखंड neuronal आबादी इन भावनात्मक चेहरों 49 के व्यक्तिपरक निर्णय ट्रैक करने के लिए दिखाई देते हैं, भयभीत चेहरे से खुश भेद है कि विशिष्ट neuronal आबादी होते हैं कि प्रदर्शन किया है। इन क्षेत्रों में शिथिलता Anxi में फंसा माना जा रहा हैety के विकारों जुनूनी बाध्यकारी विकार 51 सहित 50, और SEEG पढ़ाई और अधिक विस्तार में इन विकारों के प्रभावित तंत्रिका रास्ते और pathophysiology को समझने का अवसर प्रदान करते हैं।

इसके अलावा, SEEG precuneus, अक्सर SEEG मिर्गी जांच के दौरान निशाना बनाया, लेकिन शायद ही कभी अवदृढ़तानिकी ग्रिड प्रत्यारोपण के साथ कवर किया जाता है कि एक साइट की जांच के लिए उपयोग किया जा सकता है। postero औसत दर्जे पार्श्विका लोब के इस क्षेत्र के समारोह में खराब गहरी interhemispheric विदर के भीतर इसका मुख्य कारण इसकी संरचनात्मक स्थान की, समझा जाता है। कार्यात्मक इमेजिंग अध्ययन आत्मकथात्मक यादों 56,57 के लिए सहित, precuneus स्वयं प्रसंस्करण 53-55 में 'डिफ़ॉल्ट मोड' या होश में आराम की स्थिति में 52, में सक्रिय है कि दिखाया गया है, और प्रासंगिक स्मृति प्रसंस्करण में किया है। हालांकि, इन निष्कर्षों neuroco के बारे में हमारी समझ को गैर मानव प्राइमेट और मनुष्यों में सीमित अध्ययन के आधार पर कर रहे हैं के बाद सेइस क्षेत्र के gnitive महत्व बाल्यावस्था 58 में अभी भी है। SEEG के साथ, हम अब इस मस्तिष्क क्षेत्र के समारोह में उपन्यास अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है जो जागते इंसानों में precuneus, भीतर neuronal गतिविधि की जांच करने की क्षमता है।

किसी भी तकनीक के साथ के रूप में, SEEG इसके अधिग्रहण और उपयोग दोनों में सीमाएं हैं। एक नैदानिक ​​तकनीक के रूप में, यह जरूरी रोगी चयन और मरीज की मिर्गी के नैदानिक ​​प्रकृति दोनों द्वारा सीमित है। शोधकर्ताओं ने इस सीमा के आसपास काम करने के लिए कार्यों के एक नंबर के लिए डिजाइन कर सकते हैं, का अध्ययन संरचनात्मक क्षेत्रों हमेशा ऑपरेटिव योजना से सीमित हो जाएगा। इसके अलावा, जैसा कि पहले उल्लेख किया है, कई न्यूरॉन्स की अभिव्यक्त सिनेप्टिक क्षमता का प्रतिनिधित्व करते हैं जो SEEG रिकॉर्ड स्थानीय क्षेत्र क्षमता,। इस प्रकार, इस तकनीक को एक न्यूरॉन रिकॉर्डिंग तकनीकों के स्थानिक संकल्प नहीं है और गतिविधि या संभावित कार्रवाई waveforms के spiking पर डेटा प्रदान नहीं कर सकते हैं। जांच करने के लिए इस तरह, जब डिजाइनिंग कार्य के रूप मेंई वैज्ञानिक सवाल है, यह LFP डेटा हित के सवाल का जवाब कर सकते हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

इस पत्र में, SEEG जाग मानव विषयों में अध्ययन करने के लिए पहले से मुश्किल थे कि गहरी cortical और subcortical संरचनाओं की जांच के लिए उपयोग किया गया था। इन अध्ययनों से मानव संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के बारे में हमारी समझ को बढ़ाने की क्षमता है। SEEG तेजी से मिर्गी कार्यक्रमों के साधन के भीतर एक उपकरण के रूप में शामिल किया जाता है, neuroscientists के अवसर काफी बढ़ेगा मानव मस्तिष्क का अध्ययन करने के लिए अपनी क्षमता का दोहन करने के लिए।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए ब्याज की कोई संघर्ष नहीं है।

Acknowledgments

लेखकों कोई पावती या वित्तीय खुलासे है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Trigger I/O cable Natus Medical Inc. 5029 PS2 to BNC cable
BNC cables for analog pulses Can be ordered from most electronics stores.
Power strip with surge protection and battery backup Tripp Lite SMART500RT1U UPC Power source and backup
National instruments multifunctional daq data acquisition box NI PCIe-6382 DAQ cards National Instruments PCIe-6382 w/ BNC 2090A PCI cards for behavioral control interface
Custom made button box - human interface device Any human interface device with three buttons may be used. Alternatively, 3 keyboard buttons may be used.
Xltek 128 channel clinical intracranial EEG monitoring system EMU128FS Natus Medical Inc. 002047c Clinical recording system
Subject monitor and associated cables for visual stimulus presentation Dell U2212HMc Most Monitors are adequate here.
Personal comptuer running behavioral software with DAQ cards installed Superlogics SL-2U-PD-Q87SLQ-BA Computer for recording neural data
Mains cable for monitor Usually comes with the monitor, can be purchased at any electronics store.
Monkey Logic software which runs on Matlab 2010A Free from MonkeyLogic website
MATLAB 2010a software with data acquisition toolbox Mathworks Matlab software
sEEG electrodes AD TECH or PMT AD TECH 2102-##-101 Platinum tip, diameter (0.89 mm, 1 mm, 1.1 mm), uninsulated length 2.3 mm; The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)
Cabrio connectors PMT 2125-##-01 The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)
Tucker Davis Technologies Amplifier Tucker Davs Technologies PZ5 preamplifier for neural data
Tucker Davis Technologies processor Tucker Davs Technologies RZ2 Neural signal processor for neural data
TuckerDavis Technologies data streamer Tucker Davs Technologies RS4 Data streamer and storage
Fiber optics cables to connect TDT systems Tucker Davs Technologies F05 Fiber optic cables for connecting Tucker Davis Technologies' prodcuts.
ribbon cable and snap serial connector for digital markers Can be ordered from ost electronics stores.
personal computer fro running TDT RPvdsEx and OpenEx software Superlogics SL-2U-PD-Q87SLQ-BA computer for behavioral control
middle atlantics server cabinet with casters Middle Atlantic Products PTRK-21 Server case to house all of the research items
Tucker Davis Technologies splitter box to split clinical and research recrodings Tucker Davs Technologies This splitter box is a semi-custom device. Researchers should consult the attending neurologists about splitting the research and clinical recordings in a way that doesn't interfere with clinical care.
Researcher monitor with requisite cables Dell U2212HMc Most Monitors are adequate here.
button box power source - 5 volts, 2 amperes Can be purchased at any electronics store.
TDT optical interface PCI card Tucker Davs Technologies P05

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References

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तंत्रिका विज्ञान अंक 98 मिर्गी स्टीरियोटैक्टिक Electroencephalography पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था स्थानीय क्षेत्र की क्षमता इलेक्ट्रोड नियुक्ति
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McGovern, R. A., Ratneswaren, T.,… More

McGovern, R. A., Ratneswaren, T., Smith, E. H., Russo, J. F., Jongeling, A. C., Bateman, L. M., Schevon, C. A., Feldstein, N. A., McKhann, II, G. M., Sheth, S. Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex. J. Vis. Exp. (98), e52773, doi:10.3791/52773 (2015).

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