Neuroscience

Rochester मेडिकल सेंटर के विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण: निजीकृत मस्तिष्क मानचित्रण के माध्यम से मन संरक्षण

Published: August 12, 2019 doi: 10.3791/59592

Bradford Z. Mahon^1,2, Jeffrey A. Mead³, Benjamin L Chernoff², Maxwell H. Sims⁵, Frank E. Garcea⁴, Emily Prentiss⁵, Raouf Belkhir², Sam J. Haber¹, Sarah B. Gannon⁵, Steve Erickson⁵, Kelly A. Wright⁵, Michael Z. Schmidt⁵, Audrey Paulzak¹, Vanessa C. Milano¹, David A. Paul¹, Kenneth Foxx¹, Madalina Tivarus^7,8, Jacob W. Nadler⁶, Jacqueline M Behr¹, Susan O. Smith¹, Yan Michael Li¹, Kevin Walter¹, Webster H. Pilcher¹

¹Department of Neurosurgery, University of Rochester Medical Center, ²Department of Psychology, Carnegie Mellon University, ³Public Relations and Communications, University of Rochester Medical Center, ⁴MOSS Rehabilitation Research Institute, Cognitive Neuroscience, ⁵University of Rochester Medical Center, ⁶Department of Anesthesiology and Perioperative Medicine, University of Rochester Medical Center, ⁷Department of Imaging Sciences, University of Rochester Medical Center, ⁸Department of Neuroscience, University of Rochester Medical Center

Summary

यह लेख व्यक्तिगत neurosurgery रोगियों में महत्वपूर्ण संज्ञानात्मक कार्यों का समर्थन है कि मस्तिष्क के क्षेत्रों की पहचान करने के लिए डिज़ाइन एक बहु मॉडल मस्तिष्क मानचित्रण कार्यक्रम का अवलोकन प्रदान करता है.

Abstract

Rochester विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण कार्यक्रम संज्ञानात्मक विज्ञान, neurophysiology, neuroanesthesis, और neurosurgery एकीकृत करता है कि एक अंतःविषय प्रयास है. मरीजों को जो वाक्पटु मस्तिष्क क्षेत्रों में ट्यूमर या epileptogenic ऊतक है कार्यात्मक और संरचनात्मक एमआरआई के साथ preoperatively अध्ययन कर रहे हैं, और प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना मानचित्रण के साथ intraoperatively. पोस्ट ऑपरेटिव तंत्रिका और संज्ञानात्मक परिणाम कारकों है कि सर्जरी के बाद गरीब परिणाम बनाम अच्छा मध्यस्थता के बारे में ईंधन बुनियादी विज्ञान अध्ययन उपाय, और कैसे मस्तिष्क मानचित्रण आगे भविष्य के रोगियों के लिए सबसे अच्छा परिणाम सुनिश्चित करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है. इस अनुच्छेद में, हम अंतःविषय कार्यप्रवाह है कि हमारी टीम रोगी परिणाम के अनुकूलन और मानव मस्तिष्क की वैज्ञानिक समझ को आगे बढ़ाने के synergistic लक्ष्यों को पूरा करने की अनुमति देता है का वर्णन.

Introduction

मस्तिष्क ट्यूमर या मस्तिष्क क्षेत्रों है कि महत्वपूर्ण संज्ञानात्मक कार्यों का समर्थन करने के लिए निकट ऊतक को दूर करने के लिए Neurosurgical हस्तक्षेप सर्जरी के नैदानिक उद्देश्य संतुलन चाहिए (के रूप में ज्यादा ट्यूमर, या संभव के रूप में मिरगी ऊतक निकालें) के खिलाफ स्वस्थ ऊतक को नुकसान है कि neurologic घाटे का कारण बन सकता है. ब्रेन ट्यूमर सर्जरी के संदर्भ में, इस संतुलन को ऑनको-कार्यात्मक संतुलन के रूप में जाना जाता है। संतुलन के 'ऑन्को' पक्ष पर, सर्जन जितना संभव हो उतना ट्यूमर निकालना चाहते हैं, क्योंकि 'सकल कुल ट्यूमर लकीर' की दरें लंबे समय तक जीवित रहने से जुड़ी हुई हैं¹^,²। 'कार्यात्मक' पक्ष पर, ट्यूमर को हटाने अनुभूति के cortical और subcortical substrates नुकसान कर सकते हैं; बाद ऑपरेटिव कठिनाइयों भाषा, कार्रवाई, दृष्टि, सुनवाई, स्पर्श या आंदोलन, तंत्रिका प्रणाली (ओं) प्रभावित पर निर्भर करता है शामिल कर सकते हैं. onco-कार्यात्मक संतुलन गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि बढ़ी हुई रुग्णता i के साथ जुड़ा हुआ है) जीवन की निम्न गुणवत्ता, ii) वृद्धि हुई पोस्ट ऑपरेटिव जटिलताओं कि मृत्यु दर में वृद्धि कर सकते हैं (उदा., रोगियों को जो अब स्थानांतरित कर सकते हैं रक्त के थक्के के एक उच्च जोखिम पर³^,⁴). मस्तिष्क ट्यूमर सर्जरी की स्थापना में 'ऑनको-कार्यात्मक' संतुलन में निहित तनाव मिर्गी सर्जरी के लिए भी अनुवाद करता है - सभी ऊतकों को हटाने के नैदानिक उद्देश्य के बीच संतुलन है जो दौरे पैदा कर रहा है, जबकि ऊतक को नहीं हटाना जो महत्वपूर्ण कार्यों का समर्थन करता है।

एक व्यापक स्तर पर, कार्यात्मक neuroanatomy अत्यधिक व्यक्ति से व्यक्ति को स्टीरियोटाइप है. हालांकि, वहाँ सटीक में व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता के एक उच्च डिग्री हो सकता है (यानी, मिमी मिमी करने के लिए) उच्च cortical कार्यों के स्थान. इसके अलावा, यह आम तौर पर मान्यता प्राप्त है कि cortical या subcortical विकृति की उपस्थिति cortical पुनर्गठन प्रेरित कर सकते हैं, हालांकि सिद्धांतों है कि इस तरह के पुनर्गठन ड्राइव खराब समझ रहे हैं⁵. न्यूरोसर्जिकल हस्तक्षेप मिलीमीटर द्वारा आगे बढ़ना. इस प्रकार यह प्रत्येक रोगी के मस्तिष्क को मैप करने के लिए महत्वपूर्ण है, विस्तार से और संवेदनशीलता और परिशुद्धता के साथ, समझने के लिए जो क्षेत्रों में है कि विशिष्ट रोगी समर्थन जो संवेदी, संज्ञानात्मक और मोटर कार्यों⁶.

Rochester विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम कई अकादमिक सर्जन फैले एक उच्च के माध्यम से डाल अभ्यास की स्थापना में व्यक्तिगत मस्तिष्क मानचित्रण की जरूरतों को पूरा करने के लिए इंजीनियर किया गया है. मस्तिष्क मानचित्रण कार्यक्रम के synergistic लक्ष्यों i करने के लिए कर रहे हैं) संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के उपकरणों का उपयोग करने के लिए व्यक्तिगत neuromedicine अग्रिम, रोगी विशेष कार्यात्मक मस्तिष्क नक्शे के रूप में, और द्वितीय) के नैदानिक तैयारी का उपयोग करें neurosurgical हस्तक्षेप कैसे मानव मस्तिष्क कार्य करता है के बारे में मशीनी hypotheses परीक्षण करने के लिए.

Protocol

वीडियो में दिखाए गए और वर्णित गतिविधियों Rochester मेडिकल सेंटर के विश्वविद्यालय में एक से अधिक से अधिक कम जोखिम आईआरबी के भीतर गिर जाते हैं.

1. भर्ती

एक समय पर और कुशल तरीके से सभी जिक्र प्रदाताओं से रोगियों को पकड़ने के लिए पूर्व ऑपरेटिव संज्ञानात्मक और एमआरआई आधारित मूल्यांकन के लिए एक उच्च के माध्यम से डाल कार्यक्रम की स्थापना. व्यापक प्रयास में प्रशासनिक और नैदानिक स्टाफ को शामिल करें।
नोट: एक ठोस कदम है कि प्रभावी साबित कर दिया है एक समूह ईमेल सूची है कि स्वचालित रूप से उपस्थित सर्जन द्वारा भेजा जाता है की स्थापना की थी (या उनके समर्थन स्टाफ पर किसी) जब एक नया रोगी क्लिनिक जो मस्तिष्क में भर्ती के लिए एक उम्मीदवार हो सकता है प्रस्तुत करता है मानचित्रण कार्यक्रम.

2. पूर्व-ऑपरेटिव एमआरआई मानचित्रण

Rochester मेडिकल स्कूल के विश्वविद्यालय में उन्नत मस्तिष्क इमेजिंग और Neurophysiology के लिए केंद्र में एक 64 चैनल सिर का तार के साथ एक 3T एमआरआई स्कैनर पर एमआरआई डेटा प्राप्त (औपचारिक रूप से मस्तिष्क इमेजिंग के लिए 'रोचेस्टर केंद्र' के रूप में जाना जाता है)। BOLD एमआरआई और डीटीआई पूर्ण मस्तिष्क इमेजिंग की अनुमति के लिए मानक दृश्यों का उपयोग करें, जैसा कि पूर्व प्रकाशनों में वर्णित⁷^,⁸^,⁹^,¹⁰^,¹¹,¹²^,¹³ ^,¹⁴^,¹⁵^,¹⁶^,¹⁷^,¹⁸^,¹⁹,²⁰^,²¹^,²² ^,²³^,²⁴^,²⁵.
मॉनिटर निर्धारण, और रिकॉर्ड श्वसन और दिल की दर शोर confounds²⁶^,²⁷के प्रतिगमन के लिए सभी fMRI के दौरान एकत्र की.
नोट: पिछले 10 वर्षों में, हम कार्यात्मक एमआरआई प्रयोगों के एक पुस्तकालय विकसित किया है भाषा नक्शा (बोली, श्रवण, एकल शब्द, पूरे वाक्य), मोटर समारोह (अकर्मक उंगली से, जीभ और पैर आंदोलनों से उच्च स्तर क्षणिक कार्रवाई करने के लिए), संगीत क्षमता, गणित और संख्या ज्ञान, और बुनियादी संवेदी समारोह (उदा., retinotopic मानचित्रण निम्न स्तर दृश्य प्रसंस्करण¹¹^,¹⁴^,²⁴के नक्शे के लिए). सभी प्रयोगों, सामग्री, और विश्लेषण लिपियों www.openbrainproject.org पर उपलब्ध हैं.

3. तंत्रिका मनोवैज्ञानिक परीक्षण

सभी संज्ञानात्मक परीक्षण के दौरान ध्यान रखना सुनिश्चित करने के लिए कि रोगियों को आराम कर रहे हैं, एक ergonomically अनुकूलित सेटअप का उपयोग सुनिश्चित (चित्र 1) और लगातार टूटता निर्माण द्वारा (हर 8 मिनट) सभी परीक्षणों की संरचना में.
सभी कम ग्रेड ट्यूमर रोगियों सर्जरी से पहले 1 महीने निम्नलिखित परीक्षणों को पूरा किया है, सर्जरी के बाद 1 महीने, और सर्जरी के बाद 6 महीने (परीक्षण 12 और 13 केवल पूर्व ऑपरेटिव और 6 महीने के बाद ऑपरेटिव समय अंक पर पूरा कर रहे हैं)²⁸^,²⁹ ^,³⁰^,³¹^,³².
1. सहज भाषण (कुकी चोरी चित्र³³, सिंड्रेला स्टोरी³⁴^,³⁵^,³⁶)।
2. श्रेणी तरलता (क्रियाएँ, अर्थ श्रेणियाँ, F, A, S) से शुरू होने वाले शब्द।
3. शब्द पढ़ना और पुनरावृत्ति (nouns, verbs, विशेषण, गैर शब्द, लंबाई और आवृत्ति पर मिलान).
4. स्नॉडग्रास ऑब्जेक्ट नेमिंग (n ] 260³⁷) |
5. श्रवण नामकरण (द र् 60³⁸)।
6. उच्च क्लोज़ वाक्य पूर्णता (30 मिनट).
7. बर्मिंघम वस्तु मान्यता बैटरी (BORB, लंबाई सहित | आकार ] ओरिएंटेशन | गैप मिलान | ओवरलैपिंग आंकड़े | Foreshortened दृश्य ] वस्तु वास्तविकता निर्णय³⁹).
8. श्रवण न्यूनतम जोड़ी भेदभाव (उदा. पा बनाम दा, गा बनाम टा³¹^,⁴⁰)।
9. वाक्य चित्र मिलान (प्रतिक्रमणीय निष्क्रियों सहित⁴⁰).
10. रंग नेमिंग और Farnsworth Munsell ह्यू छंटनी⁴¹|
11. कैम्ब्रिज फेस टेस्ट³⁰^,⁴²|
12. कैलिफोर्निया मौखिक लर्निंग टेस्ट (⁴³)
13. वेशलर बुद्धि (⁴⁴^,⁴⁵^,⁴⁶) भाषा परिणाम का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण उपाय परीक्षण 4-6 हैं; व्यापक क्षमताओं की विशेषता यह सुनिश्चित करती है कि नामकरण परीक्षणों पर हानियां सामान्य निष्पादन में गिरावट^केकारण नहीं हैं .
  नोट: अतीत में, हम पूर्व और बाद ऑपरेटिव परीक्षण के दौरान उत्तेजना प्रस्तुति और प्रतिक्रिया रिकॉर्डिंग को नियंत्रित करने के लिए सॉफ्टवेयर प्रस्तुति प्लेटफार्मों का एक संयोजन का इस्तेमाल किया है। वर्तमान में हम सभी संज्ञानात्मक परीक्षण का समर्थन करने के लिए एक एकल प्लग और खेलने मंच डिजाइन कर रहे हैं (पूर्व, इंट्रा और बाद ऑपरेटिव परीक्षण) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से उत्तेजना प्रस्तुति और प्रतिक्रिया रिकॉर्डिंग कार्यात्मक एमआरआई के दौरान (StrongView TM के विवरण के लिए नीचे देखें). StrongView, एक साथ में निर्मित neuropsychological परीक्षणों के साथ, डाउनलोड के लिए उपलब्ध हो जाएगा (खुला लाइसेंस) www.openbrainproject.org पर.

4. तंत्रिकासंज्ञाऔर तंत्रक्रियात्मक भाषा मानचित्रण के न्यूरोएनेस्थीसिया और एर्गोनॉमिक्स

जाग craniotomies⁴⁸^,⁴⁹^,⁵⁰के लिए संवेदनाहारी तकनीकों का प्रयोग करें ; Rochester विश्वविद्यालय में, जाग craniotomies आम तौर पर एक सो जाग-आश्चर्य दृष्टिकोण का उपयोग कर प्रदर्शन कर रहे हैं.
anticonvulsants और anxiolytics जैसे premedications से बचें के रूप में वे संज्ञानात्मक समारोह ख़राब कर सकते हैं और उद्भव उन्माद में योगदान.
मानक मॉनिटर (ईकेजी, एनआईबी, पल्स ऑक्सीमेट्री) लागू करें और अंतःशिरा फेनेटाइल (0.5 मिलीग्राम/किलोग्राम), लिडोकेन (1-1.5 मिलीग्राम/किलोग्राम) और प्रोफोपोल (1-2 मिलीग्राम/किलोग्राम) के साथ सामान्य संज्ञाहरण को प्रेरित करें।
यांत्रिक वेंटिलेशन के लिए एक सुप्राग्लोटिक एयरवे का उपयोग करें।
रोगी को पिन किए गए फ्रेम में सुरक्षित सिर के साथ बाद में या अर्द्ध-बाद में स्थिति; वीडियो में वर्णित के रूप में, रोगी स्थिति घाव और योजना बनाई craniotomy खिड़की के स्थान पर निर्भर करता है, जबकि यह भी ध्यान में रखते हुए संज्ञानात्मक परीक्षण के प्रकार रोगी सर्जरी के दौरान एक बार जाग प्रदर्शन करने के लिए कहा जाएगा.
पिन और चीरा साइट पर analgesia लागू करें (30 एमएल 0.5% Lidocaine, 0.5% Sensorcaine सादे के 30 एमएल, सोडियम बाइकार्बोनेट के 6 एमएल). इस अवधि के दौरान, परीक्षण उपकरण (छोटे मॉनिटर, वीडियो कैमरा, दिशात्मक mics) की स्थिति.
कई कारकों द्वारा craniotomy खिड़की के आकार का निर्धारण, जो रोगी के मस्तिष्क के पूर्व ऑपरेटिव नैदानिक मानचित्रण के परिणामों के अनुसार उनके वजन में भिन्नता, कार्यात्मक मस्तिष्क मानचित्रण अध्ययन, और इंट्रा-ऑपरेटिव मानचित्रण के लिए योजना. वीडियो में वर्णित मामले में, उपस्थित सर्जन (डॉ. Pilcher) एक बड़े craniotomy चुना क्रम में प्रमुख गोलार्द्ध में सकारात्मक भाषा और मोटर साइटों को मैप करने के लिए पूर्ण उपयोग किया है.
जाग चरण की शुरुआत में, बंद sedation (स्थानीय एनाल्जेसिक चीरा करने से पहले लागू कर रहे हैं).
रोगी के होश में आने के बाद सुप्राग्लोटिक एयरवे को हटा दें। वहाँ जाग चरण के दौरान कोई या कम से कम sedation है.
के बाद निर्वहन की निगरानी करने के लिए इलेक्ट्रोकोर्टिकोग्राफी (ECoG) का उपयोग करें (cortical उत्तेजना द्वारा प्रेरित उप नैदानिक मिरगी निर्वहन) डेस स्तर के बाद निर्वहन सीमा के ठीक नीचे पर सेट कर रहे हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए। डेस मानचित्रण प्रक्रिया के बाद निर्वहन सीमा खोजने के द्वारा शुरू होता है, और उत्तेजना आयाम का समायोजन (.5 milliamp के चरणों में).
उपस्थित सर्जन के विवेक पर मानचित्रण सत्र (2 से 15 लेकिन) भर में उत्तेजना आयाम समायोजित करें। मरीजों को एक मॉनिटर पर उत्तेजनाओं को देखने और बात करते हैं और उनके forearms और हाथ स्थानांतरित कर सकते हैं।

5. intraoperative प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना मानचित्रण के दौरान अनुसंधान ग्रेड डेटा प्राप्त करने के लिए प्रक्रियाएं

www.openbrainproject.org पर उपलब्ध 'StrongView' नामक कस्टम-निर्मित हार्डवेयर/सॉफ्टवेयर सिस्टम पर सभी इंट्राऑपरेटिव संज्ञानात्मक परीक्षण चलाएँ। हार्डवेयर पदचिह्न एक छोटी गाड़ी पर आत्म निहित है, और एक स्वतंत्र बैकअप बैटरी शक्ति स्रोत, वक्ताओं, कीबोर्ड और स्पर्श प्रदर्शन के साथ outfitted है. संज्ञानात्मक परीक्षण चलाने के साथ आरोप लगाया व्यक्ति शुरू कर सकते हैं, बंद करो और उत्तेजना प्रस्तुति को थामने, जबकि लगातार रिकॉर्डिंग (ऑडियो और वीडियो) मामले के दौरान.
गाड़ी पर एक ऑडियो सिस्टम का उपयोग करें इस तरह है कि एक दिशात्मक माइक्रोफोन है कि रोगी के मुंह पर प्रशिक्षित किया जाता है, जो एक विभाजनकारी के माध्यम से फ़ीड. एक चैनल विभाजनकारी से बाहर आ रहा एक एम्पलीफायर के माध्यम से और सीधे एक वक्ता के लिए चला जाता है. यह सर्जन और शोधकर्ताओं को आसानी से शून्य प्रत्यक्ष देरी के साथ ऑपरेटिंग कमरे की पृष्ठभूमि शोर के खिलाफ रोगी की प्रतिक्रियाओं को सुनने के लिए अनुमति देता है (यानी, 'इको' प्रभाव को नष्ट करने). splitter से दूसरा चैनल मोबाइल गाड़ी है, जहां यह समय-स्टैम्प्ड, दर्ज की गई और संग्रहीत है पर पीसी के लिए चला जाता है (इन फ़ाइलों को ऑफ़लाइन विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है). StrongView भी एक अलग (स्टैंड-अलोन) ऑडियो सिस्टम है कि एक दूसरे दिशात्मक माइक्रोफोन भी रोगी पर प्रशिक्षित के होते हैं, एक दिशात्मक माइक्रोफोन सर्जन पर प्रशिक्षित, और एक 'शोर' माइक्रोफोन ऑपरेटिंग रूम टोन के लिए ऑपरेटिंग रूम के एक कोने में मुख्य ऑडियो फ़ाइलों से घटाव के लिए. उन तीन ऑडियो चैनलों एक मिडी के लिए फ़ीड, और एक दूसरे कंप्यूटर जो प्रत्येक चैनल अलग से रिकॉर्ड करने के लिए. यह दूसरा ऑडियो सिस्टम अतिरेक प्रदान करता है प्राथमिक प्रणाली असफल होना चाहिए, रोगी के सभी मौखिक प्रतिक्रियाओं ऑफ़लाइन विश्लेषण के लिए उपलब्ध हो जाएगा.
एक OR तालिका क्लैम्प का उपयोग कर ऑपरेटिंग रूम (OR) तालिका के लिए एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ईथर स्क्रीन एल-ब्रेकेट संलग्न करें। ईथर स्क्रीन एल-ब्रेकेट के लिए हथियार (उदाहरण के लिए, Manfrotto 244 चर घर्षण जादू शस्त्र) संलग्न करें, और उन हथियारों को व्यक्त करने वाले रोगी की निगरानी, दिशात्मक माइक्रोफोन, रोगी के चेहरे पर प्रशिक्षित वीडियो कैमरा, और एक सहायक मॉनिटर का समर्थन करते हैं एक अनुसंधान टीम के सदस्य या ऑपरेटिंग रूम नर्स आसानी से देखने के लिए क्या रोगी के साथ बातचीत करते समय रोगी देखता है की अनुमति देते हैं।
हाथ के साथ स्क्रीन, माइक्रोफोन, और कैमरे के लिए सभी आवश्यक केबल चलाने के लिए और वेल्क्रो के साथ सुरक्षित प्लास्टिक टयूबिंग द्वारा की रक्षा.
नोट: इस उपकरण में से कोई भी बाँझ की जरूरत है के रूप में यह है (केवल कभी) क्षेत्र के गैर बाँझ पक्ष पर (चित्र 1). उत्तेजना प्रस्तुति और प्रतिक्रिया रिकॉर्डिंग उपकरण का समर्थन करने का यह तरीका रोगी की स्थिति जो मामले से बदलता है के अनुसार संज्ञानात्मक परीक्षण के भिन्न ergonomics खाते में लेने के लिए अधिक से अधिक लचीलापन प्रदान करता है, अभी तक एक विश्वसनीय प्रदान करता है और स्थिर मंच जिस पर उपकरण संलग्न करने के लिए। इसके अलावा, और महत्वपूर्ण बात, क्योंकि सभी पर नज़र रखता है, माइक्रोफोन और कैमरों एकल डिवाइस (ईथर स्क्रीन एल ब्रेकेट) के माध्यम से OR तालिका से जुड़े होते हैं, अगर तालिका की स्थिति मामले के दौरान समायोजित किया जाता है यह परीक्षण सेटअप को प्रभावित नहीं करता है. (ध्यान दें कि चित्र 1 में दिखाया गया सेटअप एक पूर्व पीढ़ी सेटअप से है जिसमें एक मंजिल पर चढ़कर स्टैंड रोगी स्क्रीन, माइक्रोफोन और वीडियो कैमरा का समर्थन किया; उस मंजिल घुड़सवार स्टैंड के बाद से बदल दिया गया है 2018 ईथर स्क्रीन एल ब्रेकेट के साथ). इसके अलावा, और रोगी की सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण बात, संज्ञानात्मक परीक्षण के लिए पूरे सेटअप के मामले के दौरान कम से कम 20 सेकंड में टूट सकता है एक आकस्मिक स्थिति ही मौजूद है कि रोगी के लिए पूर्ण और unobstructed उपयोग जनादेश चाहिए (उदाहरण के लिए, रोगी के लिए हवाई मार्ग)
StrongView के दिल i के लिए एक लचीला सॉफ्टवेयर प्रणाली है) रोगियों और रिकॉर्डिंग रोगी प्रतिक्रियाओं (मौखिक, बटन प्रतिक्रिया, वीडियो), ii) लौकिक सभी प्रयोगात्मक प्रासंगिक घटनाओं और दर्ज करने के लिए उत्तेजनाओं (दृश्य, श्रवण) पेश उपाय (पर उत्तेजना, ECoG, प्रत्यक्ष विद्युत stimulator जांच के मस्तिष्क के साथ संपर्क, रोगी प्रतिक्रियाओं); iii) और कपाल नेविगेशन प्रणालियों के साथ संचार प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना के प्रत्येक आवेदन के लिए 3 आयामी समन्वय प्राप्त करने के लिए. StrongView इस तरह के उत्तेजना अवधि के रूप में प्रयोगात्मक चर के ऑन लाइन फिर से अंशांकन की अनुमति देता है, अंतर उत्तेजना अंतराल, randomization, repetitions या उत्तेजनाओं के ब्लॉक की संख्या, और रोगी वीडियो और ऑडियो चैनलों के नियंत्रण. StrongView धाराओं रोगी वीडियो कैमरा, ऑनलाइन ECoG डेटा, और उत्तेजना है कि रोगी वर्तमान में देख रहा है /
रोगी की निगरानी करने के लिए एक photodiode संलग्न और ECoG एम्पलीफायर पर एक खुले चैनल में फ़ीड. यह ऑफ़लाइन विश्लेषण के लिए प्रत्येक उत्तेजना और ECoG की प्रस्तुति के बीच एक अस्थायी सिंक प्रदान करता है.
पूर्व ऑपरेटिव एमआरआई के आधार पर इंट्रा ऑपरेटिव कपाल नेविगेशन के लिए शल्य चिकित्सा टीम द्वारा सभी मामलों में कपाल नेविगेशन हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर (रोचेस्टर, BrainLab इंक, म्यूनिख, जर्मनी के विश्वविद्यालय में) का प्रयोग करें। यह एक ऑप्टिकल सिस्टम है जिसमें कैमरों का एक सेट होता है जो ऑपरेटिंग क्षेत्र को देखता है और एक निश्चित पंजीकरण स्टार के माध्यम से रोगी के सिर को पंजीकृत करता है जो ऑपरेटिंग टेबल से चिपका हुआ है (चित्र 1देखें)।
1. विशेष रूप से, के बाद रोगी headholder में सेट है, लेकिन draping से पहले, रोगी के चेहरे की फिजियोलॉजी का उपयोग करने के लिए preoperative एमआरआई के लिए रोगी के सिर रजिस्टर. यह पूर्व ऑपरेटिव एमआरआई (कार्यात्मक और संरचनात्मक) ऑपरेटिंग टेबल पर रोगी के मस्तिष्क के साथ सीधे संरेखण में लाया जा करने के लिए अनुमति देता है।
2. द्विध्रुवी stimulator करने के लिए एक दूसरे (बहुत छोटे) पंजीकरण स्टार संलग्न करें (चित्र 1देखें ) और क्षेत्र में stimulator की लंबाई और स्थिति रजिस्टर करने के लिए उपयोग करें। यह अनुसंधान टीम उत्तेजना के प्रत्येक बिंदु के सटीक स्थान के रूप में के रूप में अच्छी तरह से लकीर के मार्जिन प्राप्त करने के लिए सक्षम बनाता है, पूर्व ऑपरेटिव एमआरआई के सापेक्ष. जैसा कि ऊपर उल्लेख किया, StrongView कपाल नेविगेशन प्रणाली के साथ जुड़ा हुआ है (Rochester के विश्वविद्यालय में, BrainLab, आईजीटी लिंक के माध्यम से कनेक्शन) वास्तविक समय स्ट्रीमिंग के लिए अनुमति देने के लिए (और समय मुद्रांकन) प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना मानचित्रण के निर्देशांक के. StrongView वर्तमान में अन्य कपाल नेविगेशन प्रणाली (उदा., Stryker) के साथ इंटरफेस करने के लिए विकसित किया जा रहा है.
  नोट: StrongView के पहलुओं है कि संज्ञानात्मक और fMRI प्रयोगों के दौरान प्रशासन और डेटा संग्रह का समर्थन, एक साथ परीक्षण के एक पुस्तकालय के साथ, उपलब्ध हो जाएगा (खुला पहुँच) OpenBrainProject.org पर. बीटा संस्करण इसी लेखक से संपर्क करके पूर्ण रिलीज से पहले उपलब्ध हैं. पूरे StrongView सुइट, जो हार्डवेयर सिस्टम Electrocorticography और कपाल नेविगेशन सॉफ्टवेयर के साथ एकीकृत करने के लिए भी शामिल है, इसी लेखक से संपर्क करके चिकित्सकों और वैज्ञानिकों के लिए उपलब्ध है. ये डेटा अधिग्रहण उपकरण एक पोस्ट-प्रोसेसिंग पाइपलाइन और खुले डेटा कंसोर्टियम के साथ मिलकर होंगे, जिसे 2020 में OpenBrainProject.org में लॉन्च किया जाएगा।

Representative Results

चित्र 2, चित्र 3, और चित्र 4 मस्तिष्क के वाक्पटु क्षेत्रों के निकट थे ट्यूमर के साथ तीन रोगियों के लिए पूर्व ऑपरेटिव कार्यात्मक और संरचनात्मक मानचित्रण के वर्तमान प्रतिनिधि परिणाम। चित्र 2, चित्र 3, और चित्र 4 में दर्शाए गए निष्कर्षों का उद्देश्य प्रत्येक रोगी के लिए उत्पन्न मानचित्रों के प्रकारों के उदाहरणात्मक (एक संपूर्ण सारांश के बजाय) करना है। चित्र 2में प्रस्तुत मामलों पर विवरण , चित्र 3, और चित्र 4 में पाया जा सकता है: चित्र 2 (Chernoff, Teghipco, Garcea, Sims, Belkhir, पॉल , Tivarus, स्मिथ, Hintz , Pilcher , Mahon, प्रेस⁵¹में ), चित्र 3 (Chernoff, Sims, स्मिथ, Pilcher और Mahon, 2019⁵²), और चित्रा 4 (Garcea एट अल., 2017¹⁶). एक समान प्रोटोकॉल में ग्लिओमा रोगियों की लगातार भर्ती का एक महत्वपूर्ण परिणाम यह है कि यह संभव समूह स्तर विश्लेषण करता है कि नेटवर्क समारोह और संगठन पर मस्तिष्क ट्यूमर के प्रभाव का मूल्यांकन. विश्लेषण के इस प्रकार के एक उदाहरण के रूप में, चित्रा 5 एक हाल ही में अध्ययन से परिणाम प्रस्तुत करता है ¹⁴ कि पाया गया कि बाएं पार्श्विक प्रांतस्था में ट्यूमर अस्थायी पालि में 'उपकरण' (छोटे manipulable वस्तुओं) के लिए तंत्रिका प्रतिक्रियाओं संग्राहक, एक का एक उदाहरण अधिक सामान्य घटना को गतिशील डायसोसिस⁵³के रूप में जाना जाता है .

चित्र 1| अतिरिक्त ऑपरेटिव और इंट्रा-ऑपरेटिव संज्ञानात्मक परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया उपकरण का अवलोकन. (क) रोचेस्टर मेडिकल सेंटर विश्वविद्यालय के न्यूरोसर्जरी विभाग में अनुवादात्मक ब्रेन मैपिंग के लिए कार्यक्रम द्वारा कार्यान्वित उच्च थ्रू-पुट संज्ञानात्मक तंत्रिका-मनोवैज्ञानिक परीक्षण के लिए उदाहरण सेटअप। यह सुनिश्चित करने के लिए मुख्य तत्व ों कि सभी भर्ती रोगियों को सभी की योजना बनाई परीक्षण को पूरा करने में सक्षम हैं शामिल हैं: i) रोगियों के लिए एक जगह बैठने के लिए और परीक्षण है कि पूरी तरह से प्रत्येक रोगी के आकार के लिए समायोज्य है पूरा करने के लिए, एक कुर्सी विशेष रूप से कम करने के लिए डिज़ाइन सहित थकान, और ii) एमआरआई के निकट संज्ञानात्मक/व्यवहार परीक्षण का पता लगाना। इन तत्वों रोगियों की सुविधा पर जाएँ और कोर व्यवहार डेटा मापा जाता है के रूप में एक ही सत्र के भीतर अपने कार्यात्मक और संरचनात्मक एमआरआई पूरा करने के लिए अनुमति देते हैं. प्रतिभागियों को बेहतर प्रदर्शन के साथ और अधिक परीक्षण पूरा अगर वे आराम कर रहे हैं, विशेष रूप से अन्य comorbidities है कि लंबे समय तक असहज समय के लिए बैठे कर सकते हैं के साथ पुराने भागीदार आबादी के लिए. (बी) उपकरण इंट्राऑपरेटिव मैपिंग के दौरान इस्तेमाल किया। बाईं ओर की छवि ड्रेप होने से पहले एक रोगी को दिखाती है (दाएं ड्रेपिंग के बाद है)। drapping से पहले, संज्ञानात्मक विज्ञान टीम अपने उपकरण सेट, रोगी के ऑडियो और वीडियो रिकार्डर सहित, एक मॉनिटर दृष्टि के रोगी की लाइन के सामने तैनात है, और एक दूसरे की निगरानी तैनात इतना है कि रोगी के साथ काम कर रहे व्यक्ति को आसानी से कर सकते हैं तैनात उत्तेजना जिस पर रोगी वर्तमान में देख रहा है देखते हैं (विवरण के लिए 'प्रक्रिया' देखें). (ग) प्रीऑपरेटिव एमआरआई डीआईकॉम अंतरिक्ष में इंट्रा-ऑपरेटिव उत्तेजना के रिकॉर्ड स्थानों से जुड़े पंजीकरण स्टार के साथ द्विध्रुवी उत्तेजक। आमतौर पर सर्जरी में बिंदु पर जिस पर ड्यूरा वापस ले लिया गया है और रोगी सामान्य संज्ञाहरण से awoken किया जा रहा है, वहाँ कुछ मिनट में क्षेत्र के लिए द्विध्रुवी stimulator रजिस्टर करने के लिए कर रहे हैं. यह एक टीम के सदस्य द्वारा किया जाना चाहिए जो मामले में स्क्रब्ड है (यानी, या तो उपस्थित या निवासी सर्जन या एक स्क्रब तकनीक / यह द्विध्रुवी stimulator के लिए एक छोटे से पंजीकरण स्टार संलग्न और क्षेत्र पर एक नया साधन रजिस्टर करने के लिए कपाल नेविगेशन प्रणाली में निर्देशों का पालन करके पूरा किया है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्र 2 . पूर्व ऑपरेटिव कार्यात्मक एमआरआई और प्रसार टेन्सर इमेजिंग (डीटीआई) रोगी आह में एक बाएं अवर पार्श्व ग्लियोमा के साथ कि चापाकल फासिकुलस घुसपैठ की। (क) पूर्व-ऑपरेटिव टी 1 एमआरआई और बाएं आर्क्यूट फैसिकुलस और ग्लियोमा के 3 डी पुनर्निर्माण. आर्क्यूट फैसिकुलस को नारंगी में 5% की सीमा पर दिखाया गया है जिसमें नीले रंग में पुनर्निर्माण ट्यूमर है। (बी) पूर्व-ऑपरेटिव कार्यात्मक एमआरआई. रोगी कार्यात्मक एमआरआई के कई सत्र ों कि प्रत्येक एक समारोह है कि शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप के क्षेत्र के निकट होने का अनुमान था नक्शा डिजाइन किए गए थे पूरा किया. सभी मानचित्र FDR क्ष और .05 या बेहतर पर थ्रेशोल्ड किए गए हैं। नीले रंग में voxels कि अंतर तंत्रिका प्रतिक्रियाओं प्रदर्शन जब जानवरों की तुलना में उपकरण नामकरण कर रहे हैं; एक ही उत्तेजनाओं का उपयोग कर हमारी प्रयोगशाला से पूर्व अध्ययन के साथ लाइन में, एक मजबूत नेटवर्क premotor, पार्श्व, और पार्श्व और अधर लौकिक क्षेत्रों⁷^,⁸^,⁹^,¹⁰^{, शामिल की पहचान की है} ¹⁴^,¹⁵^,¹⁷^,¹⁸^,¹⁹^,²⁰^,²¹,²²^,²⁸. रोगी को एक संख्या कार्य करने के लिए भी कहा गया था जिसमें उसे यह निर्णय करना था कि डॉट्स के दो बादलों में से किस में अधिक बिंदु थे; डॉट्स के दो बादलों या तो डॉट्स की एक समान संख्या हो सकता है (हार्ड तुलना, अनुपात $ 0.8) या डॉट्स की बहुत अलग संख्या (आसान तुलना, अनुपात $ 0.25). हरे रंग में वोसेल होते हैं जो कठिन अनुपात उद्दीपकों (अनुपात र् .8) पर कार्य करते समय विभेदी तंत्रिका अनुक्रियाओं को प्रदर्शित करते हैं, जबकि सरल उद्दीपकों (अनुपात र् .25 ⁵⁴^,⁵⁵) की तुलना में यह कार्य करते हैं। रोगी को अपने हाथों और पैरों को हिलाने केलिए भी कहा गया (या तो फ्लेक्स/ लाल रंग में voxels कि दाहिने पैर की गतिविधियों की तुलना में दाहिने हाथ के आंदोलनों के लिए अंतर तंत्रिका प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन कर रहे हैं. अंत में, रोगी को कई वस्तुओं के रूप में उत्पन्न करने के लिए कहा गया था के रूप में वह विभिन्न श्रेणियों से 30 सेकंड में के बारे में सोच सकता है (जैसे, 'बातें आप रसोई घर में करते हैं', 'जानवर', शब्द है कि 'एफ' के साथ शुरू, आदि). बैंगनी रंग में voxels कि स्थिर / आराम की तुलना में अति शब्द उत्पादन के लिए अंतर तंत्रिका गतिविधि का प्रदर्शन कर रहे हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्र 3 . फ्रंटल आस्लंट ट्रैक्ट और आसन्न यू-आकार के फाइबर के पूर्व-ऑपरेटिव सफेद पदार्थ पथचित्रण। अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम में पूर्व अनुभव (Chernoff एट अल., 2017⁵⁶) ललाट aslant पथ के निकट gliomas के साथ रोगियों में मस्तिष्क मानचित्रण के साथ प्रदर्शन किया है कि (यहां तक कि आंशिक) इस मार्ग के transection संबद्ध किया जा सकता है सहज भाषण में dyfluencies के साथ, जबकि बोली जाने वाली भाषा की पुनरावृत्ति बरकरार रह सकते हैं. इस पूर्व अनुभव का उपयोग रोगी एआई¹¹में ललाट के रूप में पथ के पूर्व ऑपरेटिव मानचित्रण को सूचित करने के लिए किया गया था। (ए) कोरोनल स्लाइस जिसमें ललाट आस्लेंट ट्रैक्ट (नीले-हल्के नीले) और आप के आकार के रेशे (लाल-पीला) दिखाई देते हैं। ललाट आस्लंट पथ ग्लियोमा के लिए सिर्फ पूर्वकाल और मध्य से गुजरता है। (बी) ललाट aslant पथ के 3 डी प्रतिपादन (नीला) और ट्यूमर (लाल) कई दृष्टिकोण से. पूर्व ऑपरेटिव शारीरिक अध्ययन (पैनल ए और बी) ने संकेत दिया कि ट्यूमर लकीर के अंत में, प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना मानचित्रण का उपयोग करके ट्यूमर के पूर्वकाल मार्जिन को परिभाषित करना संभव होगा। इस प्रकार हमने अपने पूर्व अनुभव के आधार पर एक नई भाषा कार्य तैयार किया है, विशेष रूप से यह परीक्षण करने के लिए कि क्या ललाट के रूप में की उत्तेजना ने व्याकरणिक वाक्यांशों की सीमाओं पर वाक्य उत्पादन को बाधित किया है या नहीं। (ग) ललाट के प्रत्यक्ष विद्युत ीय उद्दीपन से व्याकरणिक वाक्यांशों की सीमाओं में वाक्य उत्पादन में अंतर होता है। स्क्रीनशॉट (पैनल सी, बाएँ) वीडियो से रोगी से पता चलता है, उत्तेजना जिसके साथ वह प्रस्तुत किया गया था, सर्जन के हाथ ट्यूमर के पूर्वकाल मार्जिन पर ललाट aslant पथ के साथ संपर्क में द्विध्रुवी stimulator पकड़े, और कोरोनल में स्थान और ललाट aslant पथ (नीला) के संबंध में वर्तमान उत्तेजना स्थान (लाल डॉट) के sagittal स्लाइस. रोगी का कार्य एक संदर्भ आकार के स्थान के संबंध में लक्ष्य आकार के स्थानिक संबंध का वर्णन करना था (परीक्षण के लिए दिखाया गया है, सही प्रतिक्रिया होगी: "लाल वर्ग लाल हीरे के नीचे है")। हमने पाया है कि ललाट aslant पथ की उत्तेजना वाक्य उत्पादन बाधित, और अंतर तो नए व्याकरण वाक्यांशों के शुरू में (पैनल सी, सही में ग्राफ; इस रोगी में intraoperative मानचित्रण प्रक्रिया के वीडियो के लिए, देखें www.openbrainproject.org) यह प्रेक्षण वाक्य निर्माण में ललाट आस्लांट पथ की भूमिका के बारे में एक उपन्यास परिकल्पना को प्रेरित करता है: स्थितिगत तत्वों (स्कोप) परिकल्पना¹¹पर Syntagmatic प्रतिबंध . कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्र 4. पूर्व ऑपरेटिव कार्यात्मक और संरचनात्मक एमआरआई और intraoperative प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना सही पीछे अस्थायी पालि में एक ग्लिओमा के साथ एक पेशेवर संगीतकार में मानचित्रण.(ए) उच्च स्तरीय दृश्य प्रसंस्करण, भाषा उत्पादन, और उपकरण ज्ञान के पूर्व ऑपरेटिव fMRI मानचित्रण। ट्यूमर, छायांकित पीला, सही अस्थायी पालि में था, सही बेहतर लौकिक परिलगम के माध्यम से दिखाई (सल्सी थोड़ा दृश्य की सुविधा के लिए विस्तार). क्योंकि ट्यूमर पार्श्व अस्थायी प्रांतस्था में गति प्रसंस्करण क्षेत्रों के करीब स्थित था, हम तंत्रिका गतिविधि की तुलना द्वारा स्थानीयकृत MT/V5 जब रोगी स्थिर डॉट्स द्वारा प्राप्त तंत्रिका गतिविधि करने के लिए डॉट्स चलती की सरणियों में भाग लिया; स्थिर डॉट्स की तुलना में गति के लिए अंतर तंत्रिका प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन voxels बैंगनी-सफेद रंग पैमाने पर साजिश रची हैं (हम इस कार्यात्मक localizer के विकास के साथ सहायता के लिए डुजे Tadin के आभारी हैं). अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम में अध्ययन अन्य सभी मामलों के लिए के रूप में (उदाहरण के लिए,चित्र 2,चित्र 3), आम चित्रों के नामकरण के लिए अंतर तंत्रिका प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन voxels एक ही छवियों के चरण-स्क्रैम्बल्ड संस्करणों को देखने की एक आधार रेखा की तुलना में कर रहे हैं; यह हरे-सफेद रंग पैमाने पर प्लॉट किया गया है। कि विपरीत द्विपक्षीय पार्श्व अनुकपाल जटिल की पहचान की, द्विपक्षीय मध्यम / इसके अलावा के रूप मेंचित्र 2, voxels प्रदर्शित अंतर तंत्रिका प्रतिक्रियाओं जब नामकरण 'उपकरण' बाएँ अवर पार्श्विक लोब्यूल में पाए गए, द्विपक्षीय बेहतर पार्श्विक / अंत में, और फिर के रूप मेंचित्र 2, रोगी एक मौखिक प्रवाह शब्द उत्पादन कार्य को पूरा करने के लिए कहा गया था. एक आराम आधार रेखा की तुलना में शब्द पीढ़ी के साथ जुड़े Voxels लाल-सफेद रंग पैमाने पर साजिश रची और बाएँ अवर ललाट gyrus में पाए गए (ब्रोका क्षेत्र), बेहतर लौकिक / (बी) रोगी संगीत प्रसंस्करण नक्शा करने के लिए विशेष रूप से पूर्व ऑपरेटिव प्रयोगों कई कार्यात्मक एमआरआई प्रयोगों को पूरा किया। एक प्रयोग में, ग्रेग Hickok प्रयोगशाला से पहले काम के बाद मॉडलिंग की⁵⁷, रोगी कम पियानो की धुन सुना और राग वापस गुंजन, या छोटे वाक्य सुना था और वाक्य वापस दोहराने के लिए किया था। लाल बैंगनी रंग पैमाने पर मस्तिष्क पर प्लॉट voxels कि भाषा के लिए की तुलना में संगीत के लिए अंतर तंत्रिका गतिविधि का प्रदर्शन कर रहे हैं. संगीत स्नातक छात्रों के चार Eastman स्कूल एक ही fMRI प्रयोग पूरा; मिलान स्वस्थ नियंत्रण में एक ही कार्यात्मक विपरीत के लिए पहचान क्षेत्र की सीमा हरी रूपरेखा में साजिश रची है. इसके अलावा, 10 अन्य न्यूरोसर्जरी रोगियों को एक ही प्रयोग पूरा किया, भी उनके उपचार के preoperative चरण में. जबकि उन 10 रोगियों में निकट लक्ष्य भाषा-प्रतिक्रियाशील क्षेत्रों की पहचान करने के लिए किया गया था (भाषा के विपरीत - संगीत), संगीत के विपरीत भाषा के विपरीत सही बेहतर लौकिक gyrus के एक बहुत ही समान क्षेत्र की पहचान करता है (कार्यात्मक की सीमाएं 10 नियंत्रण neurosurgery रोगियों से क्षेत्र हल्के नीले रंग में तैयार कर रहे हैं). (सी) रोगी एई ट्यूमर के संबंध में सही ध्वनिक विकिरण और arcuate fasciculus दिखा DTI डेटा पर पूर्व ऑपरेटिव संघटनात्मक पथचित्रण (5% दहलीज, देशी T2-भारित छवि पर मढ़ा).। (डी) अपनी सर्जरी के दौरान, रोगी एई fMRI जिसमें वह कम पियानो की धुन को सुनने के लिए और उन्हें वापस, या एक छोटे वाक्य, या एक छोटे वाक्य को वापस गुंजन था के दौरान के रूप में एक ही काम किया। यह पाया गया कि सही पीछे के पीछे बेहतर लौकिक gyrus के लिए प्रत्यक्ष विद्युत उत्तेजना पुनरावृत्ति कार्य में प्रदर्शन बाधित जब धुन पर प्रदर्शन (कुछ परीक्षणों के लिए), लेकिन प्रदर्शन को प्रभावित नहीं किया (किसी भी परीक्षण पर) एक ही पुनरावृत्ति कार्य के लिए वाक्यों पर प्रदर्शन किया (www.openbrainproject.org inoperative संगीत मानचित्रण के वीडियो के लिए देखें).कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्र 5 . डोमेन-विशिष्ट डायस्चोसिस का प्रदर्शन: घाव स्थान और उत्तेजना के संबंध का विश्लेषण ग्लिओमा रोगियों के एक समूह में तंत्रिका गतिविधि का अध्ययन किया अनुवाद मस्तिष्क के लिए कार्यक्रम में पूर्व ऑपरेटिव. Rochester मेडिकल सेंटर के विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम के माध्यम से जाने वाले सभी रोगियों के लिए कार्यात्मक एमआरआई और व्यवहार अध्ययन का एक आम सेट प्रशासन का एक महत्वपूर्ण परिणाम समूह स्तर के बाहर ले जाने का अवसर है लगातार अध्ययन रोगियों के बड़े सेट पर विश्लेषण. एक उदाहरण के रूप में, चित्र 5 मूल विज्ञान परिकल्पना के एक परीक्षण के परिणामों से पता चलता है कि शंख पालि में 'उपकरण' के लिए तंत्रिका प्रतिक्रियाओं पार्श्व प्रांतस्था से आदानों द्वारा ऑनलाइन संग्राहक रहे हैं. यदि यह परिकल्पना सही है, तो पार्श्व प्रांतस्था में घावों (ट्यूमर) को अस्थायी पालि में तंत्रिका प्रतिक्रियाओं को 'उपकरण' में बदलना चाहिए, और तंत्रिका गतिविधि में रोगियों में विचरण को अस्थायी पालि में 'उपकरण' में घावों की उपस्थिति के साथ सहसंबद्ध होना चाहिए ( पैरीटल प्रांतस्था में ट्यूमर)। (क) पार्श्विक पालि की अधर सतह पर मध्य फ्यूजीफॉर्म जाइरस में तंत्रिका अनुक्रियाओं में रोगियों में प्रसरण से पार्श्व स्तर (लॉजिस्टिक प्रतिगमन) पर पैरिटेल कॉर्टेक्स के लिए लेसेंस की भविष्यवाणी की जाती है। (ख) मध्याह्न फुसरूप gyrus में उपकरणों के लिए तंत्रिका प्रतिक्रियाओं का अनुमान समूह स्तर पर (लॉजिस्टिक प्रतिगमन) में विचरण से लगाया जाता है कि क्या घाव/ट्यूमर में पूर्वकाल इंट्रापेरिएटल सल्कस (एपिप्स) शामिल है। पैनल ए और बी में संक्षेप निष्कर्ष गतिशील diaschesis⁵³का एक उदाहरण का प्रतिनिधित्व करते हैं, इस मामले में 'डोमेन-विशिष्ट' गतिशील diaschesis, क्योंकि तंत्रिका गतिविधि के लिए घाव स्थान के संबंध संसाधित किया जा रहा उत्तेजना के प्रकार से संग्राहक है ( यानी, संबंध उपकरणों के लिए मौजूद है, और स्थानों, चेहरे या जानवरों के लिए नहीं)-पूर्ण विवरण के लिए Garcea और उनके सहयोगियों¹⁴देखें . कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

Rochester विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम की स्थापना के अनुभव से प्राप्त ज्ञान दो मुख्य तत्वों में नीचे आसुत किया जा सकता है. सबसे पहले, संचार के संरचित चैनलों संज्ञानात्मक वैज्ञानिकों के बीच स्थापित किए गए थे, न्यूरो-ऑनकोलॉजिस्ट, neuropsychologists, मिर्गी रोग विशेषज्ञ, neurophysiologists, न्यूरो-एनेस्थीसियोलॉजिस्ट, न्यूरोसर्जन और उनके संबंधित समर्थन तकनीशियनों और प्रशासनिक सहायता. यह रोगियों, तत्काल उच्च ग्रेड ट्यूमर रोगियों सहित, प्रक्रिया से पहले सर्जन के लिए चारों ओर विश्लेषण बारी करने के लिए पर्याप्त समय के साथ पूर्व ऑपरेटिव मूल्यांकन के लिए भेजा जा करने के लिए अनुमति देता है। मस्तिष्क मानचित्रण कार्यक्रम की सफलता के लिए महत्वपूर्ण दूसरा घटक स्नातक छात्रों के लिए प्रशिक्षण के अवसरों में गुना करने के लिए किया गया है, स्नातक (एमएस, पीएचडी) छात्रों, चिकित्सा छात्रों, साथ ही neurosurgery, तंत्रिका विज्ञान और neuroradioology निवासियों और अध्येता. उन दो तत्वों के संयोजन के लिए मस्तिष्क मानचित्रण कार्यक्रम के वैज्ञानिक उद्देश्यों के साथ सभी नैदानिक प्रदाताओं संलग्न सेवा, और यह सुनिश्चित करता है कि बुनियादी विज्ञान के उद्देश्यों को हर रोगी के परिणाम के अनुकूलन के नैदानिक लक्ष्य के साथ intertwined रहे हैं.

Disclosures

एक अनंतिम पेटेंट (अमेरिका अनंतिम पेटेंट संख्या 62/917,258) के लिए 11/30/18 दायर किया गया था "StongView: एक एकीकृत हार्डवेयर / रोगी परिणाम की भविष्यवाणी।

Acknowledgments

इस काम NIH अनुदान R21NS076176, R01NS089069, R01EY0285535, और एनएसएफ अनुदान BCS-1349042 बीजेडएम के लिए, और दृश्य विज्ञान predoctoral प्रशिक्षण फैलोशिप के लिए Rochester केंद्र के एक विश्वविद्यालय द्वारा (NIH प्रशिक्षण अनुदान 5T32EY007125-24) द्वारा समर्थन किया गया था. हम StrongView के विकास पर अपने काम के लिए कीथ Parkins के आभारी हैं, जो कोर अनुदान P30EY00131 Rochester मेडिकल स्कूल के विश्वविद्यालय में दृश्य विज्ञान के लिए केंद्र के लिए समर्थित था. Rochester विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम की स्थापना की थी, भाग में, नॉर्मन और Arlene Leenhouts से समर्थन के साथ, और डॉ केविन वाल्टर और ब्रैडफोर्ड Mahon के लिए Wilmot कैंसर संस्थान से अनुदान के साथ. Rochester मेडिकल सेंटर के विश्वविद्यालय में अनुवाद मस्तिष्क मानचित्रण के लिए कार्यक्रम के बारे में जानकारी में पाया जा सकता है: www.tbm.urmc.edu.