חוקרים את הפונקציה של עומק קליפת מוח ומבנים קורטיקליים שימוש stereotactic Electroencephalography: לקחים מCortex Anterior cingulate

Summary

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) הוא טכניקה ניתוחית המשמשת בניתוחי אפילפסיה לעזור למקם מוקדים של התקפים. זה גם מאפשר הזדמנות ייחודית לחקור את תפקוד מוח. כאן אנו מתארים כיצד SEEG יכול לשמש כדי לחקור תהליכים קוגניטיביים בבני אדם.

Abstract

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) הוא טכניקה המשמשת למקם מוקדים של התקפים בחולים עם אפילפסיה רפואית סוררת. הליך זה כרוך המיקום הכרוני של אלקטרודות עומק מרובה לתוך האזורים של המוח בדרך כלל אינו נגיש באמצעות מיקום האלקטרודה רשת subdural. SEEG כך מספקת הזדמנות ייחודית לחקור את תפקוד מוח. במאמר זה אנו מדגימים כיצד SEEG יכול לשמש כדי לחקור את תפקידו של רכס החגורה קדמית הגבי (dACC) בשליטה קוגניטיבית. אנו כוללים תיאור של הליך SEEG, הממחיש את המיקום כירורגית של אלקטרודות. אנו מתארים את המרכיבים ותהליך הנדרשים כדי להקליט פוטנציאל שדה מקומי נתונים (LFP) מההסכמה נבדקת בעת שעוסקות במשימה התנהגותית. בדוגמא בתנאי, נושאים לשחק משימת הפרעות קוגניטיביות, ואנו מדגימים כיצד אותות נרשמים ונותחו מאלקטרודות ברכס החגורה הקדמית גב, intim אזורמעורב המצוי בתהליך קבלת החלטות. נסיים בהצעות נוספות של דרכים שבהן שיטה זו יכולה לשמש לחקירת תהליכים קוגניטיביים אנושיים.

Introduction

אפילפסיה, הפרעת נוירולוגית שכיחה המתאפיינת בהתקפים חוזרים ונשנים מרובים לאורך זמן, מהווה 1% מהנטל העולמי של מחלות ^1. תרופות נגד אפילפסיה לא מצליחות לשלוט בהתקפים ב -20 - 30% מחולי ^2,3. בחולים רפואיים סוררים הללו, ניתוח אפילפסיה מצויינים לעתים קרובות ^4,5. ההחלטה להמשיך עם ניתוח דורשת איתור מוקד התפיסה, תנאי מוקדם לגיבוש תכנית כירורגית. בתחילה, טכניקות לא פולשנית משמשות לlateralize ולמקם מוקד התפיסה. Electroencephalography (EEG), למשל, פעילות חשמלית בקליפת המוח אמצעים שנרשם מאלקטרודות המונחות על הקרקפת, ולעתים קרובות יכולה לספק מספיק מידע על מיקומו של מוקד התפיסה. בנוסף, הדמיה בתהודה מגנטית (MRI) יכולה להוכיח נגעים בדידים, כגון טרשת בהיפוקמפוס, פתולוגיה הקלאסית ראתה בצורה הנפוצה ביותר של אפילפסיה רפואית סוררת, לא mesialאפילפסיה emporal אונה (MTLE).

לעתים קרובות, עם זאת, הבירור לא פולשנית אינו יכול לזהות מוקד תפיסה. במקרים אלה, electrocorticography פולשנית (ECOG) עם אלקטרודות תוך-מוחיות נדרש למקם את המיקוד ולהנחות את טיפול כירורגים נוסף ^6. ECOG הוא טכניקת neurophysiological המשמשת למדידת פעילות חשמלית באמצעות אלקטרודות המונחות במגע ישיר עם המוח. רשתות או רצועות של משטח אלקטרודות (subdural) ממוקמות על פני השטח של המוח, תהליך שדורש פתיחת גולגולת (הסרת דש עצם) ופתיחה גדולה של הדורה. ניתן להציב אלקטרודות משטח אלה מעל האזור המשוער (ים) של תחילת התקף. הקצוות המרוחקים של האלקטרודות מנהרה דרך פתחים קטנים בעור ומחובר לציוד ההקלטה ביחידת ניטור אפילפסיה (EMU). בEMU, החולה נתון למעקב לפעילות התקפים קליני באמצעות וידאו רציף והקלטות ECOG. i טכניקה זושימושי לאיסוף לטווח ארוך (ימים עד שבועות) הקלטות של ictal והתפרקויות חשמליות interictal על פני שטחים גדולים יחסית של פני השטח של קליפת המוח של. בעוד הקלטות תוך גולגולתי אלה לא יסולא בפז קליני לחקירת מוקדים של התקפים והתפשטות, הם גם מספקים לנו את ההזדמנות כדי לחקור את תפקוד הקוגניטיבי ונוירופיזיולוגיה בבני אדם עוברים משימות התנהגותיות שתוכננו במיוחד.

ECOG באמצעות אלקטרודות רשת subdural נעשה שימוש כדי לחקור היבטים שונים של תפקוד קליפת המוח, לרבות עיבוד חושי ושפה. כדוגמה אחת מיני רבות, Bouchard et al הראה התיאום הזמני של שרירי הפה בהיווצרותה של הברות לשפה מדוברת בקליפת המוח הסנסורית הגחון, אזור שזוהה כקליפה הסנסורית הדיבור האנושי ^7. יתר על כן, ECOG עם מיקום רשת subdural גם נוצל כדי לחקור את המנגנונים שבאמצעותם בני האדם מסוגלים attenד לקול מסוים בתוך קהל: מה שנקרא "אפקט מסיבת הקוקטייל ^'8,9. הקלטות ECOG הוכיחו כי יש שתי להקות שונות עצביות שאופן דינמי לעקוב אחר זרמי דיבור, תנודות שני שלב בתדר נמוך וגבוה גמא האמפליטודה, וכי יש אתרי עיבוד שונים - אתר אחד 'אפנון' העוקב אחר שני הרמקולים, ו'בחירה 'אחד אתר העוקב אחר דברן השתתף ^5.

יישום אחר המתעוררים מECOG עם מיקום האלקטרודה subdural הוא הפוטנציאל לשימוש עם מוח ממשקי מחשב (BCIs), שבו "לפענח" פעילות עצבית כדי לנהוג פלט חיצוני. טכנולוגיה זו יש את הפוטנציאל של מתן חולים עם מוח חמור או פגיעות בעמוד השדרה כדי לתקשר עם העולם ולטפל תותבות ^10,11.

בעוד מיקום רשת subdural תרם רב להבנת העל שלנואזורים בקליפת המוח ficial ושימושי בזיהוי מוקדי epileptogenic קליפת המוח, טכניקה זו דורשת פתיחת גולגולת וסיכונים הכרוכים בו, והוא מוגבל בדרך כלל ללימוד על פני השטח החיצוניים של המוח. electroencephalography stereotactic (SEEG) הוא טכניקה המאפשרת ההערכה של מוקדי epileptogenic עמוקים ^12. עם היסטוריה של שימוש בצרפת ובאיטליה ארוכה, הוא גם יותר ויותר בשימוש בארה"ב ^13. SEEG כרוך המיקום של אלקטרודות מרובות (בדרך כלל 10-16) עמוק בתוך החומר של המוח באמצעות (כמה מ"מ) חורים בר תרגיל טוויסט קטנים. יתרונות של SEEG על מיקום רשת subdural כוללים טבעה פחות פולשניות, את הקלות של בחינת ההמיספרות דו-צדדיות בעת צורך, ואת היכולת ליצור מפות תלת-ממדיות של התפשטות התקף. יתר על כן, אלקטרודות אלה מאפשרים זיהוי של מוקדי epileptogenic העמוקים שהיו קשים בעבר להזדהות עם אלקטרודות פני השטח. הליך זה גם מעמיד לes ההזדמנות לחקור נוירופיזיולוגיה ותפקוד של מבנים בקליפת המוח עמוקים, כגון מערכת הלימבית, קליפת mesoparietal, קליפת mesotemporal, וקליפת orbitofrontal, שכולן היו קשה בעבר לחקור ישירות בבני אדם.

מסמך זה מדגים כיצד ניתן לנצל SEEG לחקור את תפקוד הקוגניטיבי בקליפת המוח הקדמית גב cingulate (dACC). DACC הוא אזור במוח שנחקר באופן נרחב, אבל זה גם אחד מהבין הכי גרוע. נחשב אזור משמעותי להכרה אנושית, סביר להניח כי dACC הוא מרכזי לעיבוד העצבי הדינמי של החלטות בהקשר של דרישות משתנות ללא הרף שהוטלו על ידי הסביבה ^14. מחקרים בשני הקופים ובני האדם ^{15,16 17} מצביעים על כך שdACC משלב סיכונים והטבות פוטנציאליים של פעולה מסוימת, במיוחד במצבים של סותר בו זמנית דורש ^18-21, ומטרodulates החלטות אלה בהקשר של פעולות קודמות והתוצאות שלהם ^14,22,23.

התערבות רב-מקור המשימות (MSIT), משימה התנהגותיות כמו שטרופ, משמשת לעתים קרובות כדי לחקור עיבוד סכסוך בdACC. משימת MSIT מפעילה את dACC על ידי גיוס נוירונים מעורבים במספר תחומים של עיבוד מוסדרים על ידי dACC ^24,25. משימה זו באופן ספציפי מפעילה את dACC על ידי בדיקת תכונות של קבלת החלטות, איתור היעד, זיהוי חידוש, זיהוי שגיאות, בחירת תגובה, ותחרות גירוי / תגובה. בנוסף, משימת MSIT מציגה ממדים רבים של הפרעות קוגניטיביות, אשר מנוצלות במחקר זה כדי לחקור תגובות עצביות dACC לגירויים סותרים בו זמנית באמצעות SEEG.

Protocol

ודא שכל מטופל נבדק להתאמה למחקר, והחולים מתאימים חייבים להיות הסכמה להשתתפות במחקר על פי נהלי IRB המקומיים.

1. בחירת חולים לSEEG ומחקר

1. בחירת מטופל לSEEG
   הערה: חולי אפילפסיה יש להעריך קליני על ידי צוות רב תחומי הכולל epileptologists, neuropsychologists ונוירוכירורגים.
   1. ודא שיש לו את החולה אפילפסיה מוקד רפואי עקשן, שהוגדר ככישלון להגיב ללפחות 2 ניסויים נאותים של תרופות אנטי-אפילפטי.
   2. ודא שטכניקות לא פולשנית לא הצליחו למקם את מוקדי epileptogenic.
   3. ודא עם צוות רב תחומי שהמטופל אינו מתאים לחקירה רק עם אלקטרודות רשת subdural.
   4. ודא עם צוות רב תחומי שקיים חשד קליני של אזור התפרצות התקף עמוק.
2. בחירת חולים למשימה מחקר
   1. ודא כי הנושא הוא בגילים שבין 13 ו -65 שנים.
   2. לקבל את ההסכמה או הסכמה (יחד עם הסכמת הורים אם מתחת לגיל 18 שנים) מהמטופל.
   3. ודא שנושאים הם מסוגלים להשתתף במשימה ולשתף פעולה עם הבדיקה.

2. הכנה וטכניקת ההשתלה

1. בצע T2 נפח וMRI T1 נפח ניגודיות משופרת לפני ניתוח ולהעביר את התמונות לתוכנת ניווט stereotactic, על פי הפרוטוקול של היצרן.
   1. מתכנן יעדי אלקטרודה העומק מבוססים על MRI והחשד קליני של מוקדים של התקפים.
      הערה: דוגמאות הניתנות מבוססות על תוכנת ניווט BrainLab ולכן הם ספציפיים למערכת זו. עם זאת, בכל תוכנת ניווט stereotactic יכולה לשמש כדי לתכנן מסלולי אלקטרודה עומק ומיקום.
   2. הגדר את האזור האנטומי של עניין כנקודת היעד בתוך הפונקציה "תכנון stereotactic" בתוכנת ניווט stereotactic.
   3. לדוגמא, השתמש dACC כמטרה של עניין. כדי להגדיר המסלול, העיתונות שלה "מסלול חדש," לאחר מכן לחץ על "יעד" ולחץ על dACC. מרכז את היעד באמצע dACC על ידי בחינת dACC בכל 3 המטוסים (הצירי, העטרה וsagittal) ולחיצה על אמצע dACC בכל מטוס.
      1. הגדר את נקודת הכניסה על הקרקפת בתוך הפונקציה "תכנון stereotactic" בתוכנת ניווט stereotactic.
   4. לדוגמא, בחר נקודה על הקרקפת שנראית את הנתיב הקצר ביותר לdACC. "כניסה" לחץ ולבחור את הנקודה על הקרקפת כדי להפוך את נקודת הכניסה.
   5. לחץ וגרור את נקודות "יעד", "כניסה" כדי לשנות את המסלול המוגדר, כדי למנוע מבנים של כלי דם בקליפת המוח וקורטיקליים וכן כל ce רהוט פוטנציאלאזורי rebral.
   6. חזור לכל היעדים המתוכננים אלקטרודה העומק (איור 1).
   7. להודות המטופל בבוקרו של הניתוח, להביא לחדר הניתוח, ולגרום תחת ^26,27 הרדמה כללית.
   8. צרף headframe stereotactic Cosman-רוברטס-ולס (CRW) לראשו של המטופל עם ברגי גולגולת.
   9. להשיג CT נפח עם headframe במקום.
   10. טען את תמונות CT ו- MRI נפח לתוך תוכנת ניווט stereotactic באמצעות "טען ויבוא" פונקציה.
   11. לחץ על פונקצית "לוקליזציה" בתוך תוכנת ניווט stereotactic.
   12. למקם את headframe CRW על ידי לחיצה על כל התמונות שהוגדרו על ידי תוכנת ניווט stereotactic כמכיל headframe ולאחר מכן ללחוץ על הכפתור "הקצאת Localizer".
   13. לחץ על פונקצית "הלוקליזציה / PC AC" בתוך תוכנת ניווט stereotactic.
   14. Identify commissures הקדמי והאחורי המבוסס על מיקומם האנטומי.
   15. לייעד commissures הקדמי והאחורי באמצעות פונקצית "קבע מערכת / מחשב AC" בתוך תוכנת ניווט stereotactic.
   16. לחץ על פונקצית "תמונת Fusion" בתוך תוכנת ניווט stereotactic.
   17. מיזוג תמונות CT עם תמונות MRI בתוכנת ניווט stereotactic ^28,29. לחץ על CT לזווג הנפח ותמונות MRI מתחת ללשונית "פיוז'ן" ולאחר מכן לחץ על "Auto Fusion".
       הערה: זו ממקמת את MRI בתוך קואורדינטות מסגרת stereotactic.
   18. לחץ על פונקצית "תכנון stereotactic" בתוך תוכנת ניווט stereotactic ולאשר את המסלולים המתוכננים מצעדים 2.1.2 - 2.1.6.
   19. בחר CT הנפח כהתייחסות stereotactic תחת לשונית "פונקציות stereotactic".
   20. לחץ על סמל "ההדפסה" בtהוא טור אנכי של סמלים כדי להדפיס את קואורדינטות stereotactic הסופיות לכל מסלול אלקטרודה עומק ^30,31.
2. טכניקת השתלה
   1. להחזיר את החולה לחדר הניתוח לאחר סריקת CT.
   2. הכן ולעטוף את שדה הניתוח בשיטות סטרילי שגרת ^32,33.
   3. ודא שפלואורוסקופ הוא בחדר הניתוח ועטוף יחד עם שאר השדה כירורגית.
   4. שימוש בקואורדינטות stereotactic המודפסת מצעד 2.1.20, להגדיר את הקואורדינטות לאלקטרודה העומק הראשונה על headframe.
      הערה: מקבלות קואורדינטות stereotactic ב 3 מישורים: לרוחב (x), אנכי (Y) וקדמי, אחורי (z). לדוגמא, את הקואורדינטות המודפסות ליעד בdACC הימין 48.2 מ"מ AP, 6.6 מ"מ לרוחב ו2.2 מ"מ אנכי. Headframe לאחר מכן נקבע לקואורדינטות אלה בהתאם.
   5. להאריך את guideblock עד לעור ולסמן את המיקום של החור בר על יםcalp עם עט סימון. תקן את guideblock במקום המבוסס על קואורדינטות stereotactic ובתור שכזה, אין ציוני דרך נחוצות כדי לסמן את החתך.
   6. להזריק 2-3 מיליליטר של bupivicaine 0.5% בדילול 1: 100,000 של אפינפרין לתוך החתך הניכר.
   7. הפוך ניק בקרקפת עם אזמל עד לגולגולת לתוך החתך הניכר.
   8. לצרוב את הדרמיס ורקמות עמוקות באמצעות כויה monopolar ביימה עם אטם מצופה על מנת למזער דימום כל מכלי בעור או הרקמה התת עורית.
   9. לקדוח חור בר באמצעות מקדח טוויסט 2.1 מ"מ באמצע החתך.
   10. פתח את הדורה עם בדיקה אטם נוקשה. בורג בורג עיגון לגולגולת. הנח בדיקה stylet נמדד מראש באמצעות בורג העיגון לעשות מסלול לאלקטרודה.
   11. לקדם בזהירות את האלקטרודה לעומק מחושב מראש. להדק את כובע בורג העיגון כלפי מטה כדי לאבטח את האלקטרודה.
   12. חזור על תהליך זה עבור כלאלקטרודות העומק.
   13. הנח את פלואורוסקופ מתחת והסביבה ראשו של המטופל בשני AP ומטוסים לרוחב כדי להשיג תמונות fluoroscopic כדי להבטיח מסלולי מיקום הולמים של כל האלקטרודות.
   14. חבר את האלקטרודות למערכת EEG הקלינית כדי לוודא עכבות מתאימות.
   15. להעיר את החולה מהרדמה והובלה לחדר ההתאוששות, ולאחר מכן לEMU.
   16. בEMU, לפקח על המטופל באמצעות ניטור במעגל סגור להתקפים קליניים ובאמצעות ECOG לראיות electrographic של התקפים.

3. התנהגות משימה ורכישת נתונים

1. משימה התנהגותיות
   1. תוכנת התנהגות פתוחה במחשב מוקדש אך ורק להפעלת התוכנה התנהגותיות.
      הערה: ההנחיות הניתנות מבוססים על MonkeyLogic, ארגז הכלים MATLAB המיועד להצגה וביצוע של משימות פסיכו temporally מדויקות ^34,35 וכך specific שלפלטפורמת תוכנה התנהגותיות. תכנית זו מנוהלת על 2010a גרסת Matlab ודורשת "Data Acquisition תיבת הכלים." עם זאת, כל פלטפורמת תוכנת התנהגות מסוגלת להציג גירויים חזותיים והקלטת נתונים אלקטרו יכול לשמש.
   2. הגדר את קובץ התנאים שנועד להפעיל את משימת MSIT לכלול את כל ארבעת סוגי משפטו של תדר שווה.
      הערה: משימת MSIT מורכבת מהצגת הנושא עם אות של שלושה מספרים בין 0 ל 3, שבו שני המספרים, "המסיחים", הם אותו ומספר אחת, "היעד", הוא שונה.
      1. הדריכו את הנושא כדי לזהות את 'היעד' על ידי לחיצה על הכפתור המתאים בתיבת כפתור. אם '1' הוא היעד, על הלחצן השמאלי הוא הבחירה הנכונה. אם '2', על הלחצן האמצעי, ואם, על לחצן '3' הנכון. '0' אינו מתאים ללחצן אפשרי (איור 2).
   3. לחץ על הכפתור "קבע תנאים" ובחר את הקובץ הרצוי תנאים שנקבע בשלב הקודם.
      הערה: ישנם שני סוגים של הפרעה קוגניטיבית שגורמת לסכסוך בתהליך קבלת החלטות. ניסויי התערבות flanker להתרחש כאשר המסיחים אפשריים (1, 2, או 3, ולא 0) בחירות כפתור (למשל., 121), ואילו ניסויי התערבות מרחבי להתרחש כאשר המיקום המרחבי של מספר היעד שונה ממיקום התגובה (לדוגמא, 200 , שבו על הלחצן האמצעי נכונה התגובה, למרות שמספר היעד הוא בעמדה השמאלית). ישנם ארבעה סוגי משפט המבוססים על הנוכחות או עדר של שני סוגי ההפרעות.
   4. בדוק את צג תצוגת ההתנהגות על ידי לחיצה על "בדיקה" בתיבת התצוגה. צג התצוגה צריך להראות הגירוי החזותי מבחן 2 - 3 שניות.
   5. חבר את מכשיר ממשק הנושא (תיבת כפתור) לכניסות אנלוגיות בנתוניםלוח הרכישה במחשב מוקדש להקלטת נתונים אלקטרו באמצעות שלושה כבלי BNC סטנדרטיים.
   6. חבר את תיבת הכפתור למקור חשמל.
   7. חבר את רכישת נתונים הלוח למעבד האותות העצבי 512 ערוצים באמצעות כבל פיצול סרט ל -9 סרטים. 8 לסרטים מחוברים ליציאות 0-7 בחלק הדיגיטלי I / O של לוח רכישת נתונים בזמן הסרט ^-9 מחובר ליציאה 0 בחלק PFI הדיגיטלי של כרטיס איסוף הנתונים.
      הערה: הסרטים לשלוח סמנים 8 סיביות דיגיטליים (יציאות 0-7, I / O הדיגיטלי) ודופק ההבזק (יציאה 0, PFI הדיגיטלי), למעבד האותות העצבי.
   8. הגדר את קצב הדגימה הרצוי בתוכנת מעבד אות העצבית.
      1. בדוגמא זו, להגדיר את קצב הדגימה הרצויה 50,000 דגימות בשנייה, כינוי ולמטה מדגם מקוון 1,000 דגימות בשנייה. התאם את קצב הדגימה כך שיתאים למטרות הספציפיות של המשימה. עיתוי דיוק תת-אלפית שנייהדורש קצב דגימה גבוה במיוחד.
   9. חבר את המגבר למעבד האותות העצבי באמצעות כבל סיב אופטי.
   10. חבר את מעבד אותות העצבי לנחלי נתונים וכרטיס PCI האופטי במחשב נתונים רכישה העצבי באמצעות כבל סיב אופטי.
2. רכישת נתונים
   1. השתמש במתקן המחקר לאלקטרופיזיולוגיה EMU מכילה מעבד אות עצבי 512 ערוצים לעיבוד וסינון דיגיטציה, מוגבר מראש אותות חשמליים מאלקטרודות העומק.
      הערה: אמנם יש 512 ערוצים לעיבוד, בפועל, יש לא יותר מ 15 - 20 אלקטרודות המונחות למטרות קליניות. לכן, אנו ממליצים הקלטה מאלקטרודות רבות ככל האפשר בגודל נתונים ורזולוציה מרחבית הוא לא בעיה.
   2. להעביר את האסדה לחדרו של החולה, למקם את צג ההתנהגות מול החולה על שולחן נייד ולהתחבר למחשב השליטה התנהגותיתהפעלת התוכנה התנהגותיות באמצעות כבל DVI סטנדרטי.
   3. מניחים את מתקן ההקלטה מאחורי או לצד מיטתו של החולה כדי להישאר מתבלט ככל האפשר.
   4. חבר את מערכת המחקר לתיבת המפצל שמפרידה בין הקלטת המחקר מהמערכת הקלינית.
   5. פרמטרים הקלטת שליטה באמצעות תוכנת מעבד האות העצבית ^34,35.
      הערה: מערכת זו מאפשרת שליטה תת-אלפית שנייה על אירועים התנהגותיים ^34,35. סנכרון בין הנתונים עצביים והתנהגותיות יכול להיות מושלם עם שני פעימות אנלוגיות קידוד לאירועי משימה או סמנים דיגיטליים. ניתן לשלוח שני האותות משני היציאות הדיגיטליות או אנלוגיות בלוח רכישת נתונים לאנלוגיים או דיגיטלי תשומות על מעבד אותות העצבי.
   6. למסור למטופל את מכשיר ממשק הנושא (תיבת כפתור) ולתת הוראות משימה.
   7. לחץ על "הפעל" כדי להפעיל את המשימה.
   8. לאפשר למטופללהשלים 2 בלוקים של 150 ניסויים כל אחד.

ניתוח נתונים 4.

1. חבילת תוכנה פתוחה המאפשרת להדמיה של נתונים אלקטרו.
   הערה: ההוראות המפורטות להלן הן ספציפיות ל2010a גרסת Matlab אבל כל תוכנה שמאפשרת להדמיה ומניפולציה של נתונים אלקטרו ניתן להשתמש.
2. קובץ .edf פתוח המכיל נתונים אלקטרו גלם מהדיונים במשפט.
3. דמיין אות SEEG מהמושב כדי להבטיח שאין חפץ גלוי כגון פריקות epileptiform או חפץ תנועה (איור 3 א).
4. כיסוי קטניות תזמון מהמשימה התנהגותית על עקבות LFP גלם (איור 3) כדי להמחיש כיצד אנלוגי קטניות יכול להתוות מבנה משפט.
5. שימוש בפולסים העיתוי, ליישר את עקבות SEEG להצגת רמז לכל ניסוי (איור 3 ג).
6. הסר חריגים (> 4 סטיות תקן)ועקבות חפץ (איור 3D).
7. את כל הניסויים מיושרים במטריצה ​​לניתוח נוסף (20 הניסויים הראו שנערמו באיור 3E).
8. פעילות LFP ממוצעת על פני ניסויים כדי להפחית השפעה של רעש, לכלוך, או פעילות EEG אינו קשורה לגירויים שהוצגו, ולהגדיל את האות של עניין (איור 3F).
9. צור ספקטרוגרמה באמצעות ניתוח ספקטרלי רב-מחודד ^36-38 הגלם, בממוצע-משפט.
   הערה: ניתוח בזמן בתדירות ניתן להשתמש כדי לחקור את דינמיקת spectro-זמני הספציפית על פני ניסויים בודדים או מרובים. שיטה זו מאפשרת החקירה של תנודות עצביות בתדרים שונים לאורך זמן.
10. Pad האות מכל ניסוי עם אפסים לכוחה של 2 הגדול הבא, כדי למנוע השפעות קצה.
11. החל חלון 800 ms הזזה עם 5 נרות מובילים ומוצר בזמן רוחב פס של 9 כל 10 מילי-שניות בזמן של האות כדי ליצור את המפרטtrogram (איור 4 א).
12. הכפל את היומן של ספקטרוגרמה ב -10 ולנרמל כדי להציג מידע תדירות גבוה יותר.
    הערה: ניתן מנורמל Spectrograms על ידי חלוקת תדר תיאורטי (כלומר, כל אחד מערכי תדר בחזק 2 השליליים) (איור 4), הספקטרום הממוצע של כמה פעילות בסיסית (איור 4C), או על ידי החלוקה על ידי הממוצע והחיסור סטיית התקן של ערכים בכל תדר (איור 4D). הליך זה מאפשר לבחינת תדרים ספציפיים בשתי צורות גלם ומנורמלות לאורך זמן לשינויים ספציפיים למשימה. לדוגמא, הפעלה גבוהה גמא להקה (70-150 הרץ), שמוצגת באיור 3E, הוא חשב שתשקף את הפעילות מעוררת מקומית של האוכלוסייה העצבית המקומית המקיפה את האלקטרודה ^39,40.

תוצאות

ברגע שמטופל נבחר למיקום האלקטרודה SEEG, הוא / היא עוברת ניגוד T2 וT1 נפח המשופר MRI. לאחר מכן מסלולי אלקטרודה SEEG מתוכננים באמצעות ניווט stereotactic של רצפי MRI נפח (איור 1). טכניקה זו מאפשרת לאוסף של פוטנציאל בתחום מקומי ממבנים עמוקים בתוך קליפת המוח כגון קליפת מוח קדמי גב ...

Discussion

במאמר זה SEEG שימש כדי לחקור את הפעילות של אוכלוסיות נוירונים המקומיות בdACC במהלך משימת קבלת החלטות בבני אדם. העבודה קודמת חקרה את הפעילות של נוירונים בודדים בdACC באמצעות הקלטות microelectode במהלך ניתוח ¹⁴ והוכיחה כי פעילות dACC היא מווסתת על ידי פעילות קודמת. מחקרי microelectro...

Materials

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