Het huidige protocol is gericht op het beoordelen van cognitief-emotionele functies in de basale ganglia door gelijktijdige neurofysiologische registratie van lokale veldpotentialen en niet-invasieve hersenactiviteit in de cortex (EEG). De procedure wordt geïllustreerd door het gebruik van paradigma's met spraakstimuli met emotionele connotatie of de Flanker-taak die cognitieve controle betreft.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gecombineerd Invasieve Subcortical en niet-invasieve Surface Neurofysiologische Opnames voor de evaluatie van cognitieve en emotionele functies in Humans
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Ondanks het succes van het gebruik van niet-invasieve elektro-encefalogram (EEG), magneto-encefalografie (MEG) en functionele magnetische resonantie (fMRI) voor het onttrekken van essentiële informatie over het mechanisme van het menselijk brein, dergelijke werkwijzen nog ontoereikend om informatie over de fysiologische verstrekken processen als gevolg van cognitieve en emotionele functies op het subcorticale niveau. Hierbij moderne invasieve benaderingen bij mensen, zoals diepe hersenstimulatie (DBS), bieden een enorme mogelijkheid subcorticale hersenactiviteit, namelijk lokale veld potentialen (LFP's) in samenhangende activiteit van neurale eenheden afkomstig gelokaliseerde basale ganglia of thalamische gebieden opnemen . Niettegenstaande invasieve benaderingen bij mensen na medische indicatie worden toegepast en moet dus gegevens beantwoorden gewijzigd hersenen circuits, kunnen waardevol inzicht verkregen over de aanwezigheid van intacte hersenfuncties ten opzichte hersenen oscillerendeactiviteit en de pathofysiologie van aandoeningen als reactie op experimentele cognitieve paradigma. In deze richting, een groeiend aantal DBS studies bij patiënten met de ziekte van Parkinson (PD) richten op niet alleen de motorische functies, maar ook een hoger niveau processen zoals emoties, besluitvorming, aandacht, geheugen en zintuiglijke waarneming. Recente klinische studies benadrukken ook de rol van DBS als een alternatieve behandeling in neuropsychiatrische aandoeningen, variërend van obsessief-compulsieve stoornis (OCS) chronische aandoeningen van het bewustzijn (DOC). Daarom richten we ons op het gebruik van gecombineerde invasieve (LFP) en niet-invasieve (EEG) menselijke hersenen opnames bij de beoordeling van de rol van de corticale-subcorticale structuren in cognitieve en emotionele verwerking trog experimentele paradigma's (bijv. Spraak stimuli met emotionele connotatie of paradigma's van cognitieve controle zoals Flanker taak), voor patiënten die DBS behandeling.
Inleiding
Invasieve neurofysiologische opnames bij de mens terug tot baanbrekende studies richten electrocorticographic opnamen van corticale gebieden en de kleine hersenen tijdens epilepsiechirurgie en tumor onderzoek 1. Een belangrijke mijlpaal in de verdere ontwikkeling van dergelijke registratie procedure is de introductie van de stereotactische techniek die veilige en efficiënte toegang tot diepe structuren van het menselijk brein 2 verschaft zijn. Afgezien van de klinische behandeling, hersenen invasieve benaderingen bij de mens te voorzien van een vrij unieke gelegenheid om de hersenfunctie te bestuderen in relatie tot opgenomen activiteit patronen....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
De DBS procedure en invasieve opnames werden goedgekeurd door de Ethische Commissie van de universiteitskliniek Düsseldorf, Duitsland.
1. Experimentele Paradigm Ontwerp en patiënt Consent
LET OP: Ontwerp een experimentele paradigma of selecteer een bestaand experimentele paradigma naar een cognitieve / emotionele aspect van belang te richten.
- Selecteer patiënten die DBS-behandeling ondergaan. Vraag of de DBS-patiënt voldoet aan inclusie criteria van de studie. Zo ja, krijgen ondertekende geïnformeerde toestemming van de patiënt en / of ethische commissie (indien van toepassing) een post-operatieve o....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Voor de DBS-DOC geval (voorbeeld 2), we nu hebben gegevens doel lokalisatie DBS implantatie schematische diagrammen van LFP elektrode en EEG ingesteld voorbeeldige opnamen van EEG en LFP activiteit (ruwe gegevens) en representatieve analyseresultaten:
Figuur 2A toont geplande traject (zwarte lijn) geprojecteerd op een anatomische atlas 36, paragraaf 30, coronaire, 10,7 mm achter de voorste commissur.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In tegenstelling tot niet-invasieve brain meettechnieken zoals scalp-EEG en MEG, de voorgestelde gecombineerde invasieve en niet-invasieve neurofysiologische opname kader vormt een opmerkelijke mogelijkheid om informatie van corticale en subcorticale gebieden extract ten opzichte van cognitieve-emotionele taken. Dergelijke informatie wordt weerspiegeld door de hersenen oscillerende activiteit bij meerdere frequentiebanden en verschillende niveaus van de organisatie in relatie tot de hersenen functioneren 44. .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door ERA-NET NEURON / BMBF Duitsland (Tymon). Daaraan verbonden kosten worden gedekt door een subsidie van het Universitair Ziekenhuis van Düsseldorf. De Flanker taak die hier gebruikt werd gewijzigd ten opzichte van de oorspronkelijk geprogrammeerde versie van Prof. C. Beste en zijn groep 47.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| BrainAmp Amplifier | Brain Products GmbH, Gilching Germany | Aantal: 2 | |
| BrainVision Recorder Software | Brain Products GmbH, Gilching Germany | 1 Licentie | |
| BrainVision Analyzer Software | Brain Products GmbH, Gilching Germany | 1 Licentie | |
| Vezeloptische kabels en USB-connectoren | Brain Products GmbH, Gilching Germany | Deze worden geleverd met het hierboven vermelde apparaat | |
| Elektrode-ingangsdoos (64 kanalen) | Brain Products GmbH, Gilching Germany | Aantal: 1 | |
| EEG-gel | Natus Inc | Aantal: 1 | |
| Isopropylalcohol | Schülke & Mayr GmbH, Duitsland | Aantal: 1 | |
| Huidvoorbereidingsgel | Weaver and Co, USA | Aantal: 1 | |
| MATLAB | Math-Works, Natick, Massachusetts, USA | 1 Licentie | |
| FieldTrip toolbox | http://www.fieldtriptoolbox.org/ | Open Source | |
| Macroelektrodes (model 3387 quadripolair DBS-lead) | Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA | Aantal: 2 | |
| Steriele percutane extensie-draden (model 3550-05) | Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA | Aantal: 2 | |
| Twist lock kabel (model 3550-03) | Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA | Aantal: 2 | |
| Op maat gemaakte connectoren naar DIN 428092 touch-proof connectoren | Aantal: 2 | ||
| Vercise Lead kit DB -2201 | Boston Scientific | Aantal: 2 | |
| Contactverlengingsset NM-3138 | Boston Scientific | Aantal: 2 | |
| O.R. kabel & verlenging SC-4100 A | Boston Scientific | Aantal: 2 | |
| connector to touch proof | Twente Medical Systems International B.V. | Aantal: 2 | |
| CT-scanner Model PQ2000 (Postoperatieve CT-scans) | Philips Healthcare GmbH Hamburg | Aantal: 1 | |
| Presentatiesoftware (Flanker Task) | Neurobehavioral systems Inc. | 1 Licentie | |
| MEG-systeem | Elekta Neuromag Inc | Alternatief | |
| High-density EEG-sensornet (128 of 256 kanalen) | Electrical Geodesics Inc (EGI), USA | Alternatief |
Referenties
- Foerster, O., Altenburger, H. Elektrobiologische Vorgänge an der menschlichen Hirnrinde. Dtsch. Zschr. Nervenheilk. 135, 277-288 (1934).
- Spiegel, E. A., Wycis, H. T., Marks, M., Lee, A. J. Stereotaxic apparatus for operations on the human brain. Science. 106, 34....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
