Summary
Hemos diseñado un procedimiento en el que un cadáver humano formaldehído-fija se utiliza para ayudar a los neurocirujanos en formación para la implantación de arreglos de microelectrodos en el Neocórtex del cerebro humano.
Abstract
Este protocolo describe un procedimiento para ayudar a los cirujanos en formación para la implantación de arreglos de microelectrodos en el Neocórtex del cerebro humano. Recientes avances tecnológicos han permitido la fabricación de arreglos de microelectrodos que permiten registrar la actividad de neuronas individuales múltiples en el Neocórtex del cerebro humano. Estas matrices tienen el potencial de traer una visión única sobre los correlatos neuronales de la función cerebral en salud y enfermedad. Además, la identificación y decodificación de la actividad neuronal volitiva se abre la posibilidad de establecer interfaces cerebro-computadora y así podría ayudar a restaurar las funciones neurológicas perdidas. La implantación de arreglos de microelectrodos neocortical es un procedimiento invasivo que requiere una craneotomía supra centimétrico y la exposición de la superficie cortical; así, el procedimiento debe realizarse por un neurocirujano adecuadamente capacitado. Con el fin de proporcionar una oportunidad para entrenamiento quirúrgico, hemos diseñado un procedimiento basado en un modelo de cadáver humano. El uso de un cadáver humano formaldehído-fija pasa por alto las dificultades prácticas, éticas y financieras de la práctica quirúrgica en animales (especialmente no humanos primates) conservando la estructura macroscópica de la cabeza, cráneo, meninges y cerebral superficie y permiten realista, como quirófano y el instrumental. Además, el uso de un cadáver humano está más cercano de la práctica clínica diaria que cualquier modelo no humanos. Los principales inconvenientes de la simulación cadavérico están la ausencia de pulsación cerebral y de la circulación sanguínea y del líquido cerebroespinal. Sugerimos que un modelo de cadáver humano formaldehído-fija es un enfoque adecuado, práctico y rentable para asegurar la adecuada formación quirúrgica antes de la implantación de arreglos de microelectrodos en el neocortex humano de vida.
Introduction
Últimos años han visto el desarrollo de soluciones tecnológicas para el reto de registrar la actividad de neuronas individuales múltiples en la vida del cerebro1,2,3. Arreglos de microelectrodos basados en silicio realizan de manera similar a los microelectrodos de alambre convencional en términos de propiedades de la señal, y puede grabar desde decenas a cientos de neuronas en un pequeño trozo de tejido cerebral4,5, 6 , 7. arreglos de microelectrodos han permitido a los científicos establecer la correspondencia entre la actividad neuronal en la corteza de motor primaria de monos y brazo movimientos8, que a su vez ha proporcionado un impulso al desarrollo del cerebro-computadora interfaces (BCIs)9.
Arreglos de microelectrodos se han utilizado en seres humanos en dos situaciones: como crónica implantes para control de BCIs y semi-crónicos implantes para estudiar la actividad de neuronas individuales en pacientes que sufren de epilepsia. Crónica implantes, dirigida a la representación funcional de la mano en corteza primaria del motor, han permitido que pacientes que sufren de tetraplegia para controlar el movimiento de un brazo robótico o de ordenador cursores10,11,12 ,13. Implantes semi-crónicos, insertados junto con electrodos subdurales electrocorticography (ECOG) en pacientes con epilepsia resistente a fármacos que son candidatos a cirugía de epilepsia14, permiten grabaciones de una sola unidad, antes, durante y después de las convulsiones, y han comenzado a arrojar luz sobre la actividad de neuronas individuales durante y entre las crisis epilépticas15,16,17,18,19. Arreglos de microelectrodos tienen el potencial para mejorar significativamente nuestra comprensión de cómo el cerebro funciona mediante el establecimiento de un vínculo entre la actividad de las neuronas, por un lado y las percepciones, movimientos y pensamientos de los seres humanos, tanto en salud como en enfermedad, en los otros20,21.
Arreglos de microelectrodos basados en silicio ya están disponibles comercialmente y su uso en seres humanos ha sido aprobado por las autoridades reguladoras en los E.e.u.u. en la indicación de la crónica de la epilepsia. Sin embargo, estos dispositivos son invasivos y deben introducirse en el cerebro. Las consecuencias negativas de la técnica de inserción incorrecta, más allá de la falta del dispositivo a registrar actividad neuronal, incluyen hemorragia cerebral y la infección, con la posibilidad de disfunción neurológica permanente o de larga duración. Aunque la tasa de complicaciones de la implantación de microelectrodos matriz es actualmente desconocida, la tasa de complicaciones potencialmente graves durante la implantación de macroelectrodes intracraneal electroencefalografía (EEG) es de 1-5%22, 23. por lo tanto, la adecuada implantación de arreglos de microelectrodos requiere amplias habilidades neuroquirúrgicas y formación específica para el procedimiento.
Los enfoques disponibles para los cirujanos perfeccionar sus habilidades con arreglos de microelectrodos en un entorno seguro son mamíferos no humanos y cadáveres humanos. El modelo de entrenamiento ideal sería reproducir fielmente el tamaño y el grosor del cráneo humano; la dureza y la ramificación vascular de la duramadre; el patrón gyrification, consistencia y pulsaciones del cerebro humano; la presencia de circulación de sangre y líquido cerebroespinal; y el posicionamiento global del tema en una sala de operaciones (OR)-como el medio ambiente. Así, los modelos animales tienen que ser de un tamaño suficiente para proporcionar una experiencia significativa para los cirujanos. Grandes primates no humanos más cercanos, pero su uso para entrenamiento quirúrgico es insostenible tanto desde una perspectiva ética y porque son caros. Roedores no entran en consideración debido a su pequeño tamaño; utilizando gatos o conejos implica divergir considerablemente de un entorno de OR-como.
Cadáveres humanos representan una alternativa atractiva. Sus ventajas incluyen la vida como tamaño y forma de la cabeza y el cerebro y la posibilidad de establecer entrenamiento quirúrgico en un ambiente de OR. Las salidas más obvio de una situación realista están la ausencia de pulsaciones cerebrales y hemorragia y las modificaciones en el aspecto y la consistencia de los tejidos corporales que son específicos de la técnica empleada para la preservación de cadáveres24. Fresco congelado cadáveres preservan la consistencia y flexibilidad de muchos órganos y tejidos hasta cierto punto, pero tienen varios inconvenientes: empiezan a degradar como deshielo comienza, de modo que el cerebro se convierte en demasiado degradado para la introducción de un microelectrodo matriz a realizar de manera realista y son un recurso relativamente raro y costoso. Formaldehído-fija de cadáveres, por el contrario, son más asequibles y disponibles y mucho más durable, a expensas de la consistencia del tejido endurecido.
Aquí, estableceremos un procedimiento que utiliza un modelo de cadáver humano formaldehído-fija formación neuroquirúrgica para la implantación de una matriz de microelectrodos neocortical. Nuestro enfoque permite realista, OR-como posicionamiento e instrumentación; realizar la craneotomía y la durotomía y exponiendo la superficie neocortical; sujetar el pedestal del electrodo hasta el hueso del cráneo vecino la craneotomía; e insertando la matriz de microelectrodos en la corteza con un impactador neumático25. Críticamente, permite a los cirujanos practicar una alineación exacta de la matriz de microelectrodos (que está conectada con el pedestal de electrodo por un paquete de alambres individualmente aislados de oro) paralelo a la superficie neocortical26. Nuestro protocolo reproduce fielmente la indicación de implantación de microelectrodos matriz junto con implantación de ECOG en los pacientes que son candidatos para la cirugía de la epilepsia. Las indicaciones de la cirugía de implantación están influenciadas significativamente por el tipo exacto de matriz del microelectrodo; aquí, describimos el procedimiento para una matriz que recientemente recibió la aprobación regulatoria para el uso en seres humanos en los Estados Unidos. La llamada matriz de Utah está compuesto por un 4 x 4 mm, rejilla 100 microelectrodo; un pedestal transcutáneo que se adjunta a la tabla externa del cráneo; y un paquete de cable que conecta los dos.
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Protocol
El cadáver humano utilizado en este trabajo fue proporcionado en el marco de las donaciones de cuerpo para la educación médica. Consentimiento informado para la donación de cuerpo se obtuvo por escrito durante la vida del donante. Acuerdo con las leyes federales y cantonales, revisión por un Comité de ética no era necesaria.
Nota: Este protocolo asume que las personas realizando la cirugía práctica son neurocirujanos con formación y experiencia en procedimientos neuroquirúrgicos, incluyendo el posicionamiento del paciente y fijación cabeza, craneotomía y durotomía y sutura. Además de las herramientas y equipos específicos a la matriz de microelectrodos, se utilizan equipos y herramientas estándar de Neurocirugía.
1. selección del cadáver y la configuración de la sala de operaciones
- Seleccionar a una muestra sin antecedentes de enfermedad o lesión en la cabeza, cráneo y cerebro.
- Opcionalmente, realizar una exploración de la tomografía computada (CT) de la cabeza del cadáver para asegurarse de que no hay ninguna significativa lesión intracraneal (figura 1A), por ejemplo, hematoma subdural crónico o una lesión expansiva intra axial. Con la tomografía computarizada, identificar un área cortical de objetivo para la implantación de la matriz de microelectrodos (como el "botón de mano" de la convolución del cerebro precentral, correspondiente a la representación de la mano de la corteza de motor primaria27, en el caso de formación para la implantación de un BCI).
- Cadáver de la posición en decúbito lateral sobre una mesa de operaciones. Utilice una mesa de operaciones en lugar de una disección de la tabla para agregar al realismo del OR-como medio y facilita la fijación de la abrazadera de cráneo y neumáticas del impactador. Colocar al cadáver en decúbito lateral con el fin de permitir el acercamiento fronto-temporal en un cadáver de formaldehído-fija, en el cual cuello rotación es limitada.
- Fijar la cabeza en la abrazadera de cráneo (figura 1B). Cubrir con cortinas quirúrgicas (figura 1).
Nota: En nuestro caso, los pernos posteriores de fijación cráneo inusualmente colocan en el plano sagital de la cabeza (ver figura 1B), porque emplea una abrazadera de cráneo que había sido modificada para que los propósitos de formación quirúrgica sostener una cabeza cadavérica separada del resto del cuerpo.- Cuando se utiliza una abrazadera estándar del cráneo en una mesa de operaciones, coloque los pernos posteriores asegurando la cabeza perpendicular al plano sagital.
2. exposición de la superficie neocortical
- Haga una incisión en el cuero cabelludo con un bisturí, después de una interrogación incisión para exponer el temporal y los huesos frontales. Disecar el músculo de los temporalis por el borde posterior de la incisión. Descansar los músculos del cuero cabelludo y temporalis por disección Roma (figura 1).
- Realizar una craneotomía fronto-temporal plaza grande, por ejemplo 5 x 5 cm (figura 2A). Para ello, perfore cuatro agujeros de las rebabas de los bordes de la craneotomía previsto. A continuación, utilice el craniotome para conectar los agujeros de las rebabas. Quitar la aleta de hueso con una espátula, exponiendo la duramadre. Almacenar la aleta de hueso en solución salina.
- Abrir la duramadre en tres lados de la craneotomía con dura unas tijeras (figura 2B). Recline y exponer la membrana aracnoide y la superficie de la corteza cerebral (figura 2).
3. fijación del pedestal de electrodo
- Seleccione un giro cortical donde se implantará la matriz de microelectrodos. Seleccione una superficie gyral aproximadamente plana para que la matriz de microelectrodos se acostará con él cuando se insertan. No Asegúrese de que cursa de vasos sanguíneos visibles en la superficie cortical donde se inserta la matriz de microelectrodos.
- Seleccione un sitio para la fijación del pedestal de electrodo en el borde superior de la craneotomía, cerca de la incisión en la piel y que permite la suficiente holgura para el paquete de cable para que la matriz de microelectrodos puedan alcanzar el giro del destino. Atornille el pedestal hacia la tabla externa del hueso del cráneo al lado de la craneotomía (Figura 2D). Uso de 6 a 8 tornillos autorroscantes de hueso cortical (6 mm de longitud, 2 mm de diámetro) para asegurar la fijación adecuada.
- Al manipular el pedestal, siempre asegúrese de que la matriz de microelectrodos no toque nada (puede estar dañado o podría lacerar la superficie neocortical) manteniendo el paquete de cable cerca de la matriz de microelectrodos con pinzas con plástico o puntas de goma (Figura 2E).
4. posicionamiento e inserción de la matriz de microelectrodos
- Posición de la matriz de microelectrodos paralela a la superficie de la convolución del cerebro de destino. Doblar el paquete de cable como sea necesario para ello (Figura 3A).
Nota: El paquete de cable rígido fácilmente se ajusta a los deseos del cirujano. Cuidado y paciencia se requieren para obtener la buena alineación de la superficie cortical y matriz de microelectrodos.- Opcionalmente, utilice cintas de titanio "hueso de perro" para asegurar el paquete de cable en el cráneo y controlar su curso hacia el giro del destino. No atornille la correa demasiado fuerte para evitar dañar el paquete de cable.
- Traer el impactador neumático alineación aproximada con la parte posterior de la matriz de microelectrodos (figura 3B). Controlar las conexiones del impactador neumático a su caja de control y luego encienda la caja de control.
Nota: Asegúrese de que el impactador neumático es por lo menos 5 mm de la matriz antes de encender la caja de control, como el impactador neumático podría activarse cuando encienda. - Utilizar los tornillos milimétricos del titular neumáticas del impactador para refinar alineación del impactador con la parte posterior de la matriz de microelectrodos (figura 3Brecuadro). Utilizando el impactador, aplicar un toque de distancia y presión controlada de excursión a la parte posterior de la matriz de microelectrodos y colóquelo en la superficie cortical, empujando a través de la membrana aracnoide.
Nota: Compruebe que la matriz de microelectrodos quede al ras con la superficie cortical.
5. colocación de la rejilla subdural de ECOG
Nota: Este paso es opcional.
- Coloque una rejilla ECOG subdural sobre la superficie cortical expuesta (figura 3D). Si es necesario, retire los electrodos corte a través de la red hasta que la forma general de la red ECOG adapta a la craneotomía.
- Oriente la rejilla de la ECOG para que sus cables saldrá la duramadre y el cráneo superiormente o posteriorly.
- Riego de la red ECOG con solución salina antes de poner en contacto con la superficie cortical.
- Fije la rejilla ECOG suturando a la duramadre en los bordes de la durotomía.
6. reubicación y cierre de la duramadre, aleta de hueso y piel
- Reflejar la duramadre sobre la superficie cortical expuesta y sutura a los bordes de la durotomía.
- Tornillo de correas de titanio "hueso de perro" en los bordes de la aleta de hueso utilizando tornillos de hueso cortical. Vuelva a colocar la aleta de hueso dentro de la craneotomía. Asegurar la aleta de hueso a los vecinos con las correas de titanio "hueso de perro" de los huesos y tornillos de hueso cortical. Tenga cuidado de no para aplastar el paquete de cable de la matriz de microelectrodos (y los de la rejilla opcional de ECOG) entre los bordes del hueso.
- Reflejar y suturar el colgajo de piel. Cerrar la incisión de la piel alrededor del cuello del pedestal del electrodo (figura 3E).
- Por otra parte, permiten el pedestal a la salida del cuero cabelludo a través de una incisión separada stab en el colgajo de cuero cabelludo.
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Representative Results
Nuestro protocolo utiliza un modelo de cadáver humano fijado en formaldehído que permiten a los cirujanos practicar el procedimiento quirúrgico de implantación de una matriz de microelectrodos en la corteza cerebral en un entorno realista, OR-como. La opción de realizar post-mortem neuroimagen, como la cabeza CT, confirma la ausencia de cualquier lesión intracraneal significativa (figura 1A) y puede ayudar con la selección del sitio de implantación. Trabajar con una muestra completa y configuración para cirugía en una mesa de operaciones aumentan el realismo del procedimiento de capacitación (figura 1B-1 C). Aunque la fijación formaldehído altera algo el color, la textura y la rigidez de los tejidos del cuerpo, puede realizarse fácilmente cada paso del procedimiento quirúrgico para exponer la superficie neocortical (incisión en la piel, la craneotomía y durotomía) según el estándar práctica neuroquirúrgica (figura 1 y figura 2A-2 C).
Los pasos del procedimiento quirúrgico que son específicos a la matriz de microelectrodos proceden de manera muy similar a la situación en vivo . El primer paso consiste en atornillar el pedestal del electrodo hasta el hueso del cráneo cerca de la craneotomía ( Figura 2D-2E). La matriz de microelectrodos en alineación con la superficie neocortical es uno de los pasos más delicados del procedimiento (Figura 3A)26. La colocación y funcionamiento del impactador neumático también se realizan de manera realista (figura 3B). Nuestro protocolo de entrenamiento ofrece una gran oportunidad para los cirujanos a experimentar con estos pasos cruciales. Uno salida de realismo realista es la ausencia de pulsación cerebral en un modelo de cadáver (el leve hacia arriba y hacia abajo movimientos de la superficie expuesta neocortical causados por latidos del corazón y la respiración). Sin embargo, el resultado final del Protocolo de entrenamiento (figura 3-3E) reproduce de cerca la situación de la vida real26.
Si se realiza por dos cirujanos, el tiempo quirúrgico promedio para la implantación de microelectrodos matriz es menos de 30 minutos, como también reportados por otros26.
Figura 1 . Configurar el ambiente de sala de operaciones. (A) cabeza CT scan puede confirmar la ausencia de cualquier lesión intracraneal significativa. (B) posición de la cabeza en la abrazadera del cráneo. (C) cubre la cabeza. Nariz de este ejemplar está a la derecha de la imagen, la protuberancia occipital a la izquierda. (D) incide y reclinables de cuero cabelludo y temporalis músculo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2 . Exponer la superficie neocortical y sujetar el pedestal electrodo. (A) realizar una craneotomía cuadrada grandes. (B) realizar la durotomía. (C) reflejan la duramadre y exponer la superficie neocortical. (D) tornillos del pedestal del electrodo hasta el hueso del cráneo cerca del borde de la craneotomía (inserción: primer plano de la fijación del pedestal con tornillos óseos). (E) Mantenga la matriz frágil microelectrodo con pinzas para evitar el daño del contacto no deseado. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3 . Posicionamiento y la inserción de la matriz de microelectrodos. (A) curva el paquete de cable para traer la matriz de microelectrodos en alineación con la superficie cortical (inserción: primer plano sobre la adaptación de la matriz de microelectrodos y corteza). (B) traer el impactador neumático en alineación con la parte posterior de la matriz de microelectrodos (inserción: primer plano de la alineación de la matriz del impactador y el microelectrodo). (C) Resumen de la matriz de microelectrodos, pedestal de paquete y electrodo de alambre. (D) red de ECOG de posición sobre la superficie cortical. (E) cerrar la piel alrededor del cuello del pedestal de electrodo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
El modelo de cadáver humano formaldehído-fija y el protocolo quirúrgico descrito aquí replican el procedimiento quirúrgico de implantación de arreglos de microelectrodos en la corteza cerebral humana. Cada paso del procedimiento, incluyendo la colocación de la matriz de microelectrodos y su inserción con el elemento de inserción neumática, proceder de casi la misma manera como en un paciente de la vida real, con la excepción eso pulsación cerebral y la circulación están ausentes. Los pasos críticos en el protocolo son la alineación de la matriz de microelectrodos con la superficie neocortical y su impactación en la corteza con el insertador de neumático. Debe tenerse cuidado para aproximar la matriz como paralelo a la superficie cortical como sea posible. En el caso de que la matriz no está al ras con la superficie neocortical después de la primera llave de inserción neumática, un grifo adicional se puede entregar. Durante todo el procedimiento, la matriz de microelectrodos debe protegerse de daños mecánicos. En el caso de implantación en un ser humano paciente en condiciones clínicas, si hay daños visibles a los microelectrodos, paquete o conector, la matriz debe ser descartada y otro usado.
El conjunto de Utah es actualmente la matriz de microelectrodos sólo neocortical que ha recibido la aprobación regulatoria para el uso en seres humanos. Sin embargo, otros tipos de microelectrodos se han desarrollado en animales y pueden ser utilizados en seres humanos dentro de proyectos específicos de investigación28. Cada enfoque tiene sus propias ventajas y desventajas, sobre todo relacionadas con el diseño de los electrodos. Por ejemplo, la técnica de inserción balística de la matriz de Utah, que fue desarrollada por necesidad25, requiere que la matriz sea precisamente alineados con la superficie cortical; Este requisito no se aplica necesariamente a otros microelectrodos, que pueden ser empujados suavemente en la materia gris. Algunos electrodos permiten acceder a la actividad de todas las capas corticales29, mientras que el conjunto de Utah muestras de neuronas en una profundidad única y predeterminada. Una de las principales ventajas de la matriz de Utah es el gran número de neuronas que se pueden grabar simultáneamente, lo que es particularmente apropiado para motor BCIs11.
Para cursos de formación neuroquirúrgica laboratorio, especímenes cadavéricos se consideran como modelos de alto valor, permitiendo la retroalimentación háptica en un entorno que presenta específicamente la anatomía humana30,31. Existe un modelo universal de cadáver, sin embargo, y la técnica de embalsamamiento debe adaptarse a los objetivos de cada procedimiento: son los tejidos blandos (como el cuero cabelludo) de importancia, o más bien los huesos, duramadre, corteza, ventrículos o vasos sanguíneos32, ¿ 33,34,35,36? Especímenes (criopreservados) frescos o congelado, si bien frecuentemente se considera como el mejor modelo para una variedad de procedimientos quirúrgicos, conllevan el riesgo de transmitir enfermedades infecciosas. Además, tienen un tiempo de trabajo muy limitado debido a la descomposición rápida31,37,38,39, seguido por disminución del tejido cumplimiento, colapso ventricular y pneumocephalus 35. en el caso de nuestro protocolo, manteniendo una superficie cortical algo firme era un requisito para permitir la inserción de la matriz de microelectrodos, imposibilitando así el uso de un espécimen congelado. Soluciones para embalsamar proporcionando propiedades germicidas y fijador a largo plazo son también ampliamente aceptado30,33,35,40. Cadáveres embalsamados según la fijación Thiel son muy apreciados en términos de consistencia de los tejidos blandos y para el desarrollo de planos fasciales o internervous36, pero la preservación del cerebro se cree que carecen de realismo41. Fijación basada en formaldehído causa endurecimiento del tejido y la contracción así como decoloración35,36,37. Sin embargo, la fijación del formaldehído es ampliamente disponibles y asequibles, y formaldehído-fija de cadáveres son muy durables. En el contexto presentado en este documento, el endurecimiento de los tejidos blandos causada por la fijación de formaldehído, siendo una desventaja para muchos cursos de formación quirúrgica (en particular enfoques ortopédicos), resultó para ser un modelo adecuado, que presenta un establo, pero no demasiado rígida superficie del cerebro, lo que permite una aplicación realista de la matriz de microelectrodos cortical en el cerebro de post mortem. Técnicas se han desarrollado para simular la circulación de la sangre y del líquido cerebroespinal en cadáveres de formaldehído-fija30,31,39 y podrían complementar el presente Protocolo con el fin aumentar el realismo del entorno OR-como.
Impresión en tres dimensiones (3D) se ha convertido en un medio accesible y asequible de reproducir partes del cuerpo para la educación médica y quirúrgica. Nuevo 3D impresión y moldeado utilizando moldes gelatinosos sintéticos proporciona un modelo realista del cerebro con retroalimentación táctil. Este enfoque tiene la ventaja de proporcionar una estructura deformable que puede imprimirse para reproducir la anatomía cerebral de un individuo en particular y así es más anatómico preciso que más genérico de los modelos42. Por otra parte, todavía hay reservas en cuanto a la rigidez y las propiedades de corte de tejido de la tela sintética43. En este sentido, el modelo cadavérico da un marco anatómico más amplio, incluyendo la estratigrafía completa, no sólo la superficie del cerebro sí mismo.
Una alternativa a la formación quirúrgica en cadáveres humanos es la práctica en animales vivos. Implantar una matriz de microelectrodos en un modelo de primates, por ejemplo un mono Macaco, reproducir la mayoría de las características de lo real en un paciente humano, incluyendo posicionamiento quirúrgico e instrumentación similar a las utilizadas en los seres humanos, un gyrencephalic el cerebro de un tamaño no muy lejos de la de un humano y la presencia de pulsación cerebral así como la circulación sanguínea y del líquido cerebroespinal. Sin embargo, si bien es aceptable implantación de arreglos de microelectrodos en monos con fines de investigación de neurociencia, usando monos exclusivamente para entrenamiento quirúrgico es ampliamente desalentado, por razones éticas, así como debido a su muy alto costo. Porque pocos centros de Neurociencia implantación arreglos de microelectrodos en monos para fines de investigación, y porque estos centros utilizan pocos animales a la vez (debido al costo de los mismos monos y larga y trabajosa formación eso investigación de la neurociencia con los monos generalmente conlleva), formación para implantación de matriz de microelectrodos en monos no es una opción para la mayoría de los cirujanos. Uso de animales más pequeños, como roedores y gatos o conejos, salen demasiado del OR-como realismo. Una ventaja potencial de los modelos animales es que tejido de cicatrización permite repetir todo el procedimiento más de una vez durante la vida del animal. En un modelo de cadáver humano, todo el procedimiento puede repetirse una vez por hemisferio. Dicho esto, la craneotomía no presenta ninguna dificultad particular para un neurocirujano entrenado. Siempre que la craneotomía es lo suficientemente grande, los pasos específicos de fijación del pedestal y microelectrodo posicionamiento e inserción pueden repetirse cuantas veces desee durante una sesión determinada, proporcionando una oportunidad de una formación adecuada para más de un cirujano. Por lo tanto, pensamos que embalsama cadáveres humanos son el modelo más apropiado para formar cirujanos para implantar matrices de microelectrodos.
Recientes avances en el desarrollo de BCI sugieren que arreglos de microelectrodos podrían representar una adición clínicamente significativa a las soluciones terapéuticas y reconstituyentes que están disponibles en la actualidad para los pacientes con severo motor discapacidad comunicativa 11 , 13 , 44. en un futuro próximo, la implantación de arreglos de microelectrodos así podría convertirse en una parte necesaria de la formación de neurocirujanos. Mejoras en el diseño de los microelectrodos, junto con mejoras en los electrodos de conexión a la computadora procesar señales neuronales (probablemente a través de las conexiones inalámbricas), se reducir la invasividad de arreglos de microelectrodos y mejorar aún más su utilidad para los médicos y los pacientes y sus cuidadores.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores agradecemos al Dr. Rob Franklin (Blackrock Microsystems), Prof. Margitta Seeck (División de Neurología, hospitales universitarios de Ginebra, Ginebra, Suiza), Dr. Andrea Bartoli y Prof. Karl Schaller (División de Neurocirugía, Universidad de Ginebra Hospitales, Ginebra, Suiza) y el Sr. Florent Burdin y Prof. John P. Donoghue (Wyss centro Bio y centro, Ginebra, Suiza) por su apoyo en la elaboración del presente trabajo.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Mayfield skull clamp | Integra LifeSciences, Cincinnati, OH | A1059 | |
| Midas Rex MR7 system for craniotomy | Medtronic, Minneapolis, MN | EC300 | |
| Dura scissors | Sklar Surgical Instruments, West Chester, PA | 22-2742 | |
| Self-tapping bone screws | OrthoMed Inc., Tigard, OR | OM SYN211806 | |
| Microelectrode array and pedestal | Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT | LB-0612 | Mock-up arrays are available from the manufacturer upon request |
| Pneumatic impacter | Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT | LB-0088 | |
| 64-channel electrocorticography grid | Ad-Tech Medical Instrument Corporation, Racine, WI | FG64C-SP10X-0C6 | Optional |
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