Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Samtidig Øjensporing og single-neuron optagelser hos patienter med humant epilepsi

Published: June 17, 2019 doi: 10.3791/59117

Summary

Vi beskriver en metode til at udføre single-neuron optagelser med samtidig øjensporing hos mennesker. Vi demonstrere nytten af denne metode og illustrere, hvordan vi brugte denne tilgang til at opnå neuroner i den menneskelige mediale Temporal lobe at indkode mål for en visuel søgning.

Abstract

Intrakranielle optagelser fra patienter med vanskelige epilepsi giver en unik mulighed for at studere aktiviteten af individuelle menneskelige neuroner under aktiv adfærd. Et vigtigt redskab til at kvantificere adfærd er Eye tracking, som er et uundværligt værktøj til at studere visuel opmærksomhed. Men, Eye tracking er udfordrende at bruge samtidig med invasiv Elektrofysiologi og denne fremgangsmåde har derfor været lidt brugt. Her præsenterer vi en dokumenteret eksperimentel protokol til at udføre single-neuron optagelser med samtidig øjensporing hos mennesker. Vi beskriver, hvordan systemerne er forbundet, og de optimale indstillinger til at registrere neuroner og øjenbevægelser. For at illustrere nytten af denne metode opsummerer vi resultater, der blev muliggjort af denne opsætning. Disse data viser, hvordan brug af Eye tracking i en Memory-guidet visuel søgning opgave tillod os at beskrive en ny klasse af neuroner kaldet Target neuroner, hvis respons var reflekterende af top-down opmærksomhed på den aktuelle søge målet. Endelig diskuterer vi betydningen og løsningerne på de potentielle problemer i forbindelse med dette setup. Sammen, vores protokol og resultater tyder på, at single-neuron optagelser med samtidig øjensporing i mennesker er en effektiv metode til at studere menneskelige hjernefunktion. Det giver en nøgle manglende forbindelse mellem dyrs Neuro fysiologi og menneskelig kognitiv neurovidenskab.

Introduction

Human single-neuron optagelser er et unikt og kraftfuldt værktøj til at udforske funktionen af den menneskelige hjerne med ekstraordinær rumlig og tidsmæssig opløsning1. For nylig, single-neuron optagelser har vundet bred brug inden for kognitiv neurovidenskab, fordi de tillader direkte undersøgelse af kognitive processer centrale for menneskelig kognition. Disse optagelser er muliggjort af det kliniske behov for at bestemme positionen af epileptiske Foci, for hvilke dybde elektroder midlertidigt implanteres i hjernen hos patienter med mistænkt fokal epilepsi. Med denne opsætning kan single-neuron-optagelser opnås ved hjælp af mikroledninger, der stikker ud fra spidsen af hybrid dybde elektroden (en detaljeret beskrivelse af den kirurgiske metode, som er involveret i indsættelse af hybrid dybde elektroderne, findes i den foregående protokol2). Blandt andre, denne metode er blevet brugt til at studere menneskelighukommelse 3,4, Emotion5,6, og opmærksomhed7,8.

Eye tracking foranstaltninger blik position og øjenbevægelser (fikseringer og saccades) under kognitive opgaver. Video baserede øjen trackers bruger typisk cornea-refleksionen og elev midten som funktioner til at spore over tid9. Eye tracking er en vigtig metode til at studere visuel opmærksomhed, fordi gaze placering indikerer fokus for opmærksomhed under de fleste naturlige adfærd10,11,12. Eye tracking har været anvendt i udstrakt grad at studere visuel opmærksomhed i raske personer13 og neurologiske populationer14,15,16.

Mens både single-neuron optagelser og Eye tracking er individuelt anvendt i udstrakt grad i mennesker, få undersøgelser har brugt begge samtidigt. Som følge heraf er det stadig stort set ukendt, hvordan neuroner i den menneskelige hjerne reagerer på øjenbevægelser og/eller om de er følsomme over for den nuværende fikseret stimulus. Dette er i modsætning til undersøgelser med macaques, hvor Eye-tracking med samtidige single-neuron optagelser er blevet et standard værktøj. For direkte at undersøge neuronal respons på øjenbevægelser, kombinerede vi menneskelige single-neuron optagelser og øjensporing. Her beskriver vi protokollen til at gennemføre sådanne eksperimenter og derefter illustrere resultaterne gennem et konkret eksempel.

På trods af den etablerede rolle af human mediale Temporal lobe (MTL) i både objekt repræsentation17,18 og hukommelse3,19, er det stadig stort set ukendt, om MTL neuroner er moduleret som en funktion af top-down opmærksomhed på adfærd relevante mål. At studere sådanne neuroner er vigtigt at begynde at forstå, hvordan målrelevante oplysninger påvirker bottom-up visuelle processer. Her demonstrerer vi nytten af øjensporing, mens du optager neuroner ved hjælp af guidet visuel søgning, et velkendt paradigme til at studere målstyret adfærd20,21,22,23, 24 , 25. ved hjælp af denne metode, vi for nylig beskrevet en klasse af neuroner kaldet Target neuroner, som signalerer, om den aktuelt deltog stimulus er målet for en igangværende søgning8. I det følgende præsenterer vi den studie protokol, der er nødvendig for at reproducere denne tidligere videnskabelige undersøgelse. Bemærk, at i dette eksempel kan protokollen nemt justeres for at studere en vilkårlig visuel opmærksomheds opgave.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. deltagere

  1. Rekruttere Neuro kirurgiske patienter med intraktable epilepsi, som gennemgår placeringen af intracraniale elektroder for at lokalisere deres epileptiske anfald.
  2. Indsæt dybde elektroder med indlejrede mikroledninger i alle klinisk indikerede målplaceringer, som typisk omfatter en delmængde af amygdala, hippocampus, forreste cingulate cortex og præ-supplerende motor område. Se detaljer for implantation i vores tidligere protokol2.
  3. Når patienten vender tilbage til epilepsi overvågningsenheden, skal du tilslutte kontrolapparatet til både makro-og mikro-optagelser. Dette omfatter omhyggeligt at forberede en hoved-wrap, der omfatter hovedetaper (Se vores tidligere beskrivelse for detaljer2). Derefter, vente på patienten til at inddrive fra operationen og udføre testning, når patienten er helt vågen (typisk mindst 36 til 48 h efter operationen).

2. eksperimentel opsætning

  1. Tilslut stimulus computeren til Elektrofysiologi system og Eye tracker efter diagrammet i figur 1.
  2. Brug det eksterne ikke-invasive infrarøde øjesporings system (Se tabel over materialer). Placer øjesporings systemet på en robust mobil vogn (figur 1a, B). Til den samme vogn, Fastgør en fleksibel arm, der holder en LCD-skærm. Brug fjernbetjeningen til at spore patienternes hoved og øjne.
  3. Placer en fuldt opladet uafbrudt strømforsyning (UPS) på øjesporings vognen, og forbind alle enheder, der er relateret til øjensporing (dvs. LCD foran patienten, Eye tracker-kamera og lyskilde, og Eye tracker-værtscomputer) til UPS i stedet for til en ekstern strøm Kilde.
  4. Juster afstanden mellem patienten og LCD-skærmen til 60-70 cm, og Juster vinklen på LCD-skærmen, så skærmens overflade tilnærmelsesvis er parallel med patientens ansigt. Juster skærmens højde i forhold til patientens hoved sådan, at kameraet i øjetrackeren er omtrent på højden af patientens næse.
  5. Giv patienten en knap boks eller et tastatur. Kontroller, at udløsere (TTLs) og knap Tryk registreres korrekt, før du starter eksperimentet.

3. Single-neuron-optagelse

  1. Start anskaffelses softwaren. Først visuelt inspicere bredbånd (0,1 Hz-8 kHz) lokale felt potentialer og sørg for at de ikke er forurenet med linjestøj. Ellers skal du følge standardprocedurer for at fjerne støj (Se diskussionen).
  2. At identificere enkelt neuroner, band-pass filtrere signalet (300 Hz-8 KHz). Vælg en af de otte mikroledninger som reference for hvert mikrowire bundt. Test forskellige referencer, og Juster referencen, så (1) de andre 7 kanaler viser klare neuroner, og (2) Referencen indeholder ikke neuroner. Indstil indgangsområdet til at være ± 2.000 μV.
  3. Aktivér lagring af data som en NRD-fil (dvs. den bredbånds RAW-datafil, der skal bruges til efterfølgende off-line Spike sortering), før du optager data. Indstil samplingfrekvensen til 32 kHz.

4. Eye tracking

  1. Start Eye tracking software. Da det er et hoved fikserings frit system, skal du anbringe mærkaten på patientens pande, så øjetrackeren kan justere for hoved bevægelser.
  2. Juster afstanden og vinklen mellem øjetrackeren og patienten, så målmarkøren, hoved afstanden, eleven og cornea-refleksionen (CR) er markeret som klar (som vist i grøn i øjesporings softwaren; Figur 2 viser et godt eksempel på kameraets opsætningsskærm). Klik på det øje , der skal optages, og Indstil samplingfrekvensen til 500 Hz.
  3. Brug auto-justering af PUPIL og CR tærskel. For patienter iført briller, justere placering og/eller vinkel af illuminator og kamera, således at refleksioner fra glasset ikke vil forstyrre elev erhvervelse.
  4. Kalibrer Eye tracker med den indbyggede 9-punkts gitter metode i begyndelsen af hver blok. Bekræft, at øjen positioner (vist som "+") registreres pænt som et 9-punkts gitter. Ellers redo kalibrering.
  5. Accepter kalibreringen, og Validér valideringen. Accepter valideringen, hvis den maksimale valideringsfejl er < 2 °, og den gennemsnitlige valideringsfejl er < 1 °. Ellers redo validering.
  6. Gør drift korrektion og gå videre til det egentlige eksperiment.

5. opgave

  1. I denne visuelle søge opgave skal du bruge stimuli fra vores tidligere studie14 og følge opgave proceduren som beskrevet før8.
  2. Giv opgave instruktioner til deltagerne. Instruer deltagerne i at finde målpunktet i søge matrixen og reagere så hurtigt som muligt. Instruer deltagerne i at trykke på venstre knap i en Svarboks (Se tabel over materialer), hvis de finder målet og den højre knap, hvis de mener, at målet er fraværende. Udtrykkeligt instruere deltagerne i, at der vil være Target-present og Target-fraværende forsøg.
  3. Start stimulus præsentation software (Se tabel over materialer) og køre opgaven: præsentere et mål cue for 1 s og præsentere søgningen array ved hjælp af stimulus præsentation software. Optag-knap presser og give feedback fra prøveversionen (korrekt, forkert eller timeout) til deltagerne.

6. data analyse

  1. Da anskaffelses-og øjesporings systemerne kører på forskellige ure, skal du bruge den adfærdsmæssige logfil til at finde justerings tidsstemplet til registrering af Elektrofysiologi og sporing af øjne. Matche udløsere fra Elektrofysiologi optagelse og Eye tracking, før du fortsætter til yderligere analyse. Uddrag segmenter af data i henhold til tidsstempler og analysevinduer separat for Elektrofysiologi optagelse og Eye tracking.
  2. Brug den halvautomatiske skabelon matchende algoritme osort26 og følg trinene beskrevet før2,26 for at identificere formodede enkelt neuroner. Vurder kvaliteten af sorteringen, før du går videre til yderligere analyse2.
  3. Hvis du vil analysere data for øjenbevægelser, skal du først konvertere EUF-dataene fra Eye tracker til ASCII-format. Også, ekstrakt fikseringer og saccades. Importer derefter ASCII-filen, og Gem følgende oplysninger i en MAT-fil: (1) tidsstempler, (2) øjen koordinater (x, y), (3) elev størrelse og (4) Event tidsstempler. Parse den kontinuerlige optagelse i hvert forsøg.
  4. Følg tidligere beskrevne procedurer for at analysere korrelationen mellem pigge og opførsel8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

For at illustrere brugen af ovennævnte metode, vi næste kort beskrive en use-sag, som vi for nylig offentliggjort8. Vi indspillede 228 enkelt neuroner fra Human mediale Temporal lobe (MTL; amygdala og hippocampus), mens patienterne udførte en visuel søge opgave (figur 3a, B). Under denne opgave undersøgte vi, om neuronernes aktivitet adskilte sig mellem fikseringer på mål og distraktorer.

For det første blev der, da vi justerede respons på knap pressen, fundet neuroner, som viste differentieret aktivitet mellem mål-nuværende forsøg og mål-fraværende forsøg (figur 3c, D). Vigtigere, med samtidig øjensporing, den fiksering-baserede analyse blev udført. For at vælge sådanne mål neuroner, den gennemsnitlige fyring sats i et tidsvindue starter 200 MS før fiksering debut og slutter 200 MS efter fikserings forskydning (næste saccade debut) blev anvendt. En delmængde af MTL neuroner (50/228; 21,9%; binomial P < 10− 20) viste signifikant forskellige aktiviteter mellem fikseringer på mål vs. distraktorer (figur 3e, F). Desuden havde en type af sådanne Target neuron en større respons på mål i forhold til distraktorer (Target-preferring; 27/50 neuroner; Figur 3E) der henviser til, at den anden havde en større respons på distraktorer i forhold til mål (distraktor-preferring; 23/50; Figur 3F). Sammen, dette resultat viser, at en delmængde af MTL neuroner indkode, om den nuværende fiksering landede på et mål eller ej.

Den dynamiske proces med visuel søgning demonstreres i film 1.

Figure 1
Figur 1. Eksperimentel opsætning. (A) de venstre paneler viser en skitse over forbindelserne mellem de forskellige systemer. Stimulus computer fungerer som den centrale controller. Den forbindes til Elektrofysiologi systemet gennem parallel porten og sender TTL-impulser som udløser. Den stimulus computer forbinder til øjet tracking system gennem et Ethernet-kabel, over hvilken det sender tekstbeskeder til Eye Tracker og modtager den nuværende stirre position online. Stimulus computer præsenterer også stimuli på stimulus-skærmen (VGA) og modtager et svar fra patienten fra en USB-knap boks eller tastatur. Blå streger viser forbindelserne mellem enhederne, og pilene viser kommunikations retningen mellem enhederne. Det højre panel viser signalstrømmen mellem systemer og data, som er gemt i hvert system. (B) et eksempel setup med centrale dele af systemet mærket. (C) Elektrofysiologi system. (D) dockingstation med parallel port og Ethernet-port. (E) ups til Elektrofysiologi system (venstre) og Eye tracking system (højre). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2. Eksempel på skærmen til opsætning af Eye tracker-kamera. Målmarkør afgrænsningsramme, øjen afgrænsningsramme, hoved distance, elev og cornea-refleksion (CR) skal markeres som grøn og/eller "OK", før du fortsætter. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3. Eksempelresultater. (A) opgave. Søgningen cue blev præsenteret for 1s, umiddelbart efterfulgt af Search array. Deltagerne blev instrueret om at angive ved knap tryk, om målet er til stede eller fraværende (timeout 14s). Feedback fra prøveversionen gives umiddelbart eftertryk på knappen ("korrekt", "forkert" eller "timeout") efterfulgt af en tom skærm til 1-2 s. (B) eksempel visuelle søge arrays med fikseringer angivet. Hver cirkel repræsenterer en fiksering. Grøn cirkel: første fiksering. Magenta cirkel: sidste fiksering. Gul linje: saccades. Blå prik: rå gaze position. Rød boks: Target. (C-F) Enkelt neuron eksempler. (C-D) Knap-Tryk-justeret eksempler. (C) Neuron, der øgede sin fyring sats for Target-nuværende forsøg, men ikke for Target-fraværende forsøg. (D) Neuron, der reducerede sin fyring sats for Target-nuværende forsøg, men ikke for Target-fraværende forsøg. Forsøg justeres til knap-Tryk (grå linje) og sorteres efter reaktionstid. Sorte streger repræsenterer starten og forskydningen af søge indikatoren (1 s varighed). Justerings viser bølgeformer for hver enhed. Asterisk indikerer en signifikant forskel mellem Target-present og fraværende forsøg på denne placering (P < 0,05, tosidet t-test, Bonferroni-korrigeret, bin size = 250 ms). Nedtonet område angiver ± SEM på tværs af forsøg. (E-F) Fikserings justerede eksempler. t = 0 er fikserings debut. (E) Neuron, der øgede sin fyring sats, når fikse på mål, men ikke distraktorer (samme neuron som (C)). (F) Neuron, der reducerede sin fyring sats, når fikse på mål, men ikke distraktorer (samme neuron som (D)). Fikseringer sorteres efter fikserings varighed (sort linje viser starten på den næste saccade). Asterisk indikerer en signifikant forskel mellem fikseringer på mål og distraktorer i denne placering (P < 0,05, tosidet t-test, Bonferroni-korrigeret; placerings størrelse = 50 MS). Dette tal er blevet ændret med tilladelse fra8. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Movie 1
Movie 1. Typiske forsøg med visuel søgning med svar fra et enkelt mål neuron. I Target-nuværende forsøg, denne neuron øget sin fyring sats uanset identiteten af cue. Gul prik betegner øjen stilling. Gule lodrette bjælker nederst er hændelses markører (dvs. cue-debut, array debut og Inter-Trial-interval debut). Røde lodrette bjælker nederst viser pigge, som også spilles som lyd. Den røde stiplede boks angiver placeringen af søge målet (ikke vist til deltagerne). Venligst klik her for at se denne video. (Højreklik for at downloade.)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I denne protokol, vi beskrev, hvordan man ansætte single-neuron optagelser med samtidig øjensporing og beskrev, hvordan vi brugte denne metode til at identificere Target neuroner i den menneskelige MTL.

Opsætningen involverer tre computere: en udførelse af opgaven (stimulus computer), en kører Eye tracker, og en kører anskaffelses systemet. For at synkronisere mellem de tre systemer bruges parallel porten til at sende TTL-udløsere fra stimulus-computeren til Elektrofysiologi systemet (figur 1c). På samme tid, den stimulus computer sender de samme TTLs ved hjælp af et Ethernet-kabel til øjet tracker. Stimulus-computeren skal have en parallel port på dockingstationen i det viste eksempel (figur 1d), eller alternativt have et PCI Express parallel-portkort eller en lignende enhed.

Den mobile vogn til stimulus computer og Eye tracker med den fleksible arm fastgjort tillader fleksibel positionering af skærmen foran patienten (figur 1a, B). Brugen af en UPS til magten enhederne på vognen er stærkt foreslået at eliminere linjestøj introduceret i de elektrofysiologiske optagelser på grund af nærhed af øjet tracking enheder til patientens hoved (figur 1E). Desuden, bærbare computere, der kører på batteristrøm bør anvendes som stimulus computer og Eye tracker computer.

Hvis optagelserne er forurenet med støj, skal øjetrackeren fjernes først for at vurdere, om det er kilden til støjen. Hvis ikke, bør der anvendes standardprocedurer til at gøre det, før du bruger øjetrackeren igen2. Bemærk, at typiske kilder til linjestøj omfatter patientens seng, IV enheder, enheder i patientens rum, eller jordsløjfer skabt ved hjælp af forskellige stik til forskellige systemer. Hvis øjetrackeren er kilden til støjen, skal alle enheder (kameraet, lyskilden og LCD-skærmen) strømforsynes fra batteriet og/eller UPS. Hvis der stadig er støj, er det sandsynligt, at LCD-skærmen og/eller strømforsyningen til LCD-skærmen i øjetrackeren er defekt. Derefter skal der anvendes en anden skærm/strømforsyning. Hvis det er muligt, skal der anvendes en LCD-skærm med en ekstern strømforsyning. Det er også vigtigt at sikre, at TTL-kablet ikke indfører støj (dvs. Brug en TTL-isolator).

Betydningen af at optage single-neuron data i Neuro kirurgiske patienter samtidig med øjensporing er høj af flere årsager. Første single-neuron optagelser har en høj rumlig og tidsmæssig opløsning, og dermed tillade undersøgelse af hurtige kognitive processer såsom visuel søgning. For det andet, de giver en meget tiltrængt forbindelse mellem menneskelig kognitiv neurovidenskab og dyrs Neuro fysiologi, som er stærkt afhængig af øjensporing. For det tredje, fordi menneskelige single-neuron optagelser ofte udføres samtidigt fra flere hjerneregioner, vores tilgang tillader den tidsmæssige opløsning, der vil hjælpe med at skelne mellem visuelt drevet vs. top-down modulation fra frontal cortex. Kort sagt, single-neuron optagelser med Eye tracking gør det muligt at isolere specifikke processer, der ligger til grund for målstyret opførsel. Derudover tillod vores samtidige øjensporing en fikserings baseret analyse, som i høj grad forøgede den statistiske effekt (f. eks. figur 3a, B vs. figur 3c, D).

En udfordring ved denne metode er, at Eye tracking system kan indføre yderligere støj i de elektrofysiologiske data. Men med de procedurer, der er skitseret i denne protokol, kan en sådan ekstra støj elimineres, og når disse procedurer er fastlagt, kan de udføres rutinemæssigt. Desuden forlænger Eye tracking den tid, der er nødvendig for et givet eksperiment, fordi yderligere opsætning er påkrævet, især når kalibrering af øjetrackeren er udfordrende for nogle patienter, især dem med små elever eller briller. Men fordelene ved samtidig øjensporing er værd at denne ekstra indsats for flere undersøgelser, gør Eye tracking en værdifuld tilføjelse til single-neuron optagelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer ingen interessekonflikt.

Acknowledgments

Vi takker alle patienter for deres deltagelse. Denne forskning blev støttet af Rockefeller Neuro Science Institute, autisme Science Foundation og Dana Foundation (til S.W.), en NSF CAREER Award (1554105 til U.R.), og NIH (R01MH110831 og U01NS098961 til U.R.). De finansieringskilder havde ingen rolle i studiet design, dataindsamling og analyse, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. Vi takker James Lee, Erika Quan, og personalet i Cedars-Sinai simulation Center for deres hjælp til at producere demonstrationen video.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cedrus Response Box Cedrus (https://cedrus.com/) RB-844 Button box
Dell Laptop Dell (https://dell.com) Precision 7520 Stimulus Computer
EyeLink Eye Tracker SR Research (https://www.sr-research.com) 1000 Plus Remote with laptop host computer and LCD arm mount Eye tracking
MATLAB MathWorks Inc R2016a (RRID: SCR_001622) Data analysis
Neuralynx Neurophysiology System Neuralynx (https://neuralynx.com) ATLAS 128 Electrophysiology
Osort Open source v4.1 (RRID: SCR_015869) Spike sorting algorithm
Psychophysics Toolbx Open source PTB3 ( RRID: SCR_002881) Matlab toolbox to implement psychophysical experiments

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fried, I., Rutishauser, U., Cerf, M., Kreiman, G. Single Neuron Studies of the Human Brain: Probing Cognition. , MIT Press. Boston. (2014).
  2. Minxha, J., Mamelak, A. N., Rutishauser, U. Surgical and Electrophysiological Techniques for Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients. Extracellular Recording Approaches. Sillitoe, R. V. , Springer New York. New York, NY. 267-293 (2018).
  3. Rutishauser, U., Mamelak, A. N., Schuman, E. M. Single-Trial Learning of Novel Stimuli by Individual Neurons of the Human Hippocampus-Amygdala Complex. Neuron. 49, 805-813 (2006).
  4. Rutishauser, U., Ross, I. B., Mamelak, A. N., Schuman, E. M. Human memory strength is predicted by theta-frequency phase-locking of single neurons. Nature. 464, 903-907 (2010).
  5. Wang, S., et al. Neurons in the human amygdala selective for perceived emotion. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111, E3110-E3119 (2014).
  6. Wang, S., et al. The human amygdala parametrically encodes the intensity of specific facial emotions and their categorical ambiguity. Nature Communications. 8, 14821 (2017).
  7. Minxha, J., et al. Fixations Gate Species-Specific Responses to Free Viewing of Faces in the Human and Macaque Amygdala. Cell Reports. 18, 878-891 (2017).
  8. Wang, S., Mamelak, A. N., Adolphs, R., Rutishauser, U. Encoding of Target Detection during Visual Search by Single Neurons in the Human Brain. Current Biology. 28, 2058-2069 (2018).
  9. Holmqvist, K., et al. Eye tracking: A comprehensive guide to methods and measures. , Oxford University Press. Oxford, UK. (2011).
  10. Liversedge, S. P., Findlay, J. M. Saccadic eye movements and cognition. Trends in Cognitive Sciences. 4, 6-14 (2000).
  11. Rehder, B., Hoffman, A. B. Eyetracking and selective attention in category learning. Cognitive Psychology. 51, 1-41 (2005).
  12. Blair, M. R., Watson, M. R., Walshe, R. C., Maj, F. Extremely selective attention: Eye-tracking studies of the dynamic allocation of attention to stimulus features in categorization. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 35, 1196 (2009).
  13. Rutishauser, U., Koch, C. Probabilistic modeling of eye movement data during conjunction search via feature-based attention. Journal of Vision. 7, (2007).
  14. Wang, S., et al. Autism spectrum disorder, but not amygdala lesions, impairs social attention in visual search. Neuropsychologia. 63, 259-274 (2014).
  15. Wang, S., et al. Atypical Visual Saliency in Autism Spectrum Disorder Quantified through Model-Based Eye Tracking. Neuron. 88, 604-616 (2015).
  16. Wang, S., Tsuchiya, N., New, J., Hurlemann, R., Adolphs, R. Preferential attention to animals and people is independent of the amygdala. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 10, 371-380 (2015).
  17. Fried, I., MacDonald, K. A., Wilson, C. L. Single Neuron Activity in Human Hippocampus and Amygdala during Recognition of Faces and Objects. Neuron. 18, 753-765 (1997).
  18. Kreiman, G., Koch, C., Fried, I. Category-specific visual responses of single neurons in the human medial temporal lobe. Nature Neuroscience. 3, 946-953 (2000).
  19. Squire, L. R., Stark, C. E. L., Clark, R. E. The Medial Temporal Lobe. Annual Review of Neuroscience. 27, 279-306 (2004).
  20. Chelazzi, L., Miller, E. K., Duncan, J., Desimone, R. A neural basis for visual search in inferior temporal cortex. Nature. 363, 345-347 (1993).
  21. Schall, J. D., Hanes, D. P. Neural basis of saccade target selection in frontal eye field during visual search. Nature. 366, 467-469 (1993).
  22. Wolfe, J. M. What Can 1 Million Trials Tell Us About Visual Search? Psychological Science. 9, 33-39 (1998).
  23. Wolfe, J. M., Horowitz, T. S. What attributes guide the deployment of visual attention and how do they do it? Nature Review Neuroscience. 5, 495-501 (2004).
  24. Sheinberg, D. L., Logothetis, N. K. Noticing Familiar Objects in Real World Scenes: The Role of Temporal Cortical Neurons in Natural Vision. The Journal of Neuroscience. 21, 1340-1350 (2001).
  25. Bichot, N. P., Rossi, A. F., Desimone, R. Parallel and Serial Neural Mechanisms for Visual Search in Macaque Area V4. Science. 308, 529-534 (2005).
  26. Rutishauser, U., Schuman, E. M., Mamelak, A. N. Online detection and sorting of extracellularly recorded action potentials in human medial temporal lobe recordings, in vivo. Journal of Neuroscience Methods. 154, 204-224 (2006).

Tags

Denne måned i JoVE menneskelig single-neuron optagelse Eye tracking visuel søgning opmærksomhed epilepsipatienter medial temporale lap Target Detection
Samtidig Øjensporing og single-neuron optagelser hos patienter med humant epilepsi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, S., Chandravadia, N., Mamelak, More

Wang, S., Chandravadia, N., Mamelak, A. N., Rutishauser, U. Simultaneous Eye Tracking and Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients. J. Vis. Exp. (148), e59117, doi:10.3791/59117 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter