Gli autori non hanno riconoscimenti o informazioni finanziarie.

Assicurarsi che ogni paziente è rivisto per l&#39;idoneità per lo studio di ricerca, ed i pazienti appropriati deve essere consentito per la partecipazione allo studio in base alle procedure IRB locali. 1. Selezione dei pazienti per SEEG e della Ricerca <ol><li> Selezione dei pazienti per SEEG Nota: pazienti con epilessia devono essere clinicamente valutati da un team multidisciplinare composto da epileptologists, neuropsicologi e neurochirurghi. <ol><li> Assicurarsi che il paziente ha l&#39;epilessia focale medicalmente refrattaria, definita come mancata risposta ad almeno 2 prove sufficienti di farmaci anti-epilettici. </li><li> Assicurarsi che le tecniche non invasive non sono riusciti a localizzare il foci epilettogeno. </li><li> Confermare con il team multidisciplinare che il paziente non è adatto per le indagini solo con elettrodi della griglia subdurali. </li><li> Confermare con il team multidisciplinare che non vi è il sospetto clinico di una zona di crisi profonda esordio. </li></ol></li> &lt;li&gt; La selezione dei pazienti per l&#39;attività di ricerca <ol><li> Assicurarsi che soggetto è di età compresa tra 13 e 65 anni tra. </li><li> Ottenere il consenso o assenso (con il consenso dei genitori, se di età inferiore ai 18 anni) dal paziente. </li><li> Assicurarsi che i soggetti siano in grado di partecipare al compito e cooperare con il test. </li></ol></li></ol> 2. Preparazione e tecnica di impianto <ol><li> Eseguire un T2 volumetrico e un contrasto migliori volumetrico T1 MRI prima dell&#39;intervento e trasferire le immagini al software di navigazione stereotassica, secondo il protocollo del produttore. <ol><li> Pianificare gli obiettivi di elettrodi di profondità in base alla risonanza magnetica e il sospetto clinico di sequestro foci. Nota: Gli esempi forniti sono basati sul software di navigazione BrainLab e sono quindi specifici per questo sistema. Tuttavia, qualsiasi software di navigazione stereotassica può essere utilizzato per progettare profondità traiettorie elettrodi e posizionamento. </li><li> Definire la regione anatomica di interesseil punto di destinazione all&#39;interno della funzione &quot;Pianificazione stereotassica&quot; nel software di navigazione stereotassica. </li><li> Ad esempio, utilizzare DACC come destinazione di interesse. Per definire la sua traiettoria, premere &quot;Nuovo Traiettoria&quot;, quindi premere &quot;target&quot; e fare clic sul DACC. Centrare il bersaglio al centro di DACC esaminando DACC in tutti e 3 piani (assiale, coronale e sagittale) e cliccando sul mezzo di DACC in ogni piano. <ol><li> Definire il punto di ingresso sul cuoio capelluto all&#39;interno della funzione &quot;Pianificazione stereotassica&quot; nel software di navigazione stereotassica. </li></ol></li><li> Ad esempio, scegliere un punto sul cuoio capelluto che sembra essere il percorso più breve per il DACC. Premere &quot;ingresso&quot; e scegliere il punto sul cuoio capelluto per fare il punto di ingresso. </li><li> Fare clic e trascinare il &quot;bersaglio&quot; e &quot;voce&quot; punti per modificare la traiettoria definita per evitare di strutture vascolari corticali e subcorticali così come ogni potenziale ce eloquenteregioni rebral. </li><li> Ripetere l&#39;operazione per tutti i target di elettrodi di profondità pianificati (Figura 1). </li><li> Ammettere il paziente la mattina della chirurgia, portare in sala operatoria, e indurre sotto 26,27 generale anestesia. </li><li> Collegare un Cosman-Roberts-Wells (CRW) castelletto stereotassica alla testa del paziente con viti cranio. </li><li> Ottenere un CT volumetrico con il castelletto in luogo. </li><li> Caricare i volumetrici immagini TC e RM nel software di navigazione stereotassica tramite la &quot;Carica e Importa&quot; funzione. </li><li> Fare clic sulla funzione &quot;Localizzazione&quot; all&#39;interno del software di navigazione stereotassica. </li><li> Localizzare il castelletto CRW cliccando su tutte le immagini definiti dal software di navigazione stereotassica come contenente il castelletto e poi premendo il pulsante &quot;Assegna localizzatore&quot;. </li><li> Fare clic sulla funzione &quot;Localizzazione / PC AC&quot; all&#39;interno del software di navigazione stereotassica. </li><li> Identify commissure anteriore e posteriore in base alla loro posizione anatomica. </li><li> Designare anteriore e posteriore commissure tramite la funzione &quot;Imposta di sistema / PC AC&quot; all&#39;interno del software di navigazione stereotassica. </li><li> Fare clic sulla funzione &quot;Immagine Fusion&quot; all&#39;interno del software di navigazione stereotassica. </li><li> Unire le immagini CT con le immagini di risonanza magnetica nel software di navigazione stereotassica 28,29. Clicca sul CT volumetrico abbinato e immagini MRI sotto la scheda &quot;Fusion&quot; e quindi fare clic su &quot;Auto Fusion&quot;. Nota: Questo pone la risonanza magnetica all&#39;interno delle coordinate stereotassica telaio. </li><li> Fare clic sulla funzione &quot;Pianificazione stereotassica&quot; all&#39;interno del software di navigazione stereotassica e confermare le traiettorie previste dalla procedura 2.1.2 - 2.1.6. </li><li> Scegliere il CT volumetrica come riferimento stereotassica nella scheda &quot;Funzioni stereotassici&quot;. </li><li> Fare clic sull&#39;icona &quot;print&quot; in tegli colonna verticale di icone per stampare le coordinate finali stereotassica per ogni profondità elettrodo traiettoria 30,31. </li></ol></li><li> Tecnica di impianto <ol><li> Ritorna il paziente in sala operatoria seguendo la TAC. </li><li> Preparare e drappeggio campo chirurgico utilizzando metodi sterili di routine 32,33. </li><li> Assicurarsi che un fluoroscopio è in sala operatoria e drappeggiato insieme al resto del campo chirurgico. </li><li> Utilizzando le coordinate stereotassica stampati da punto 2.1.20, impostare le coordinate per il primo elettrodo approfondita sul castelletto. Nota: Le coordinate stereotassica sono riportati in 3 piani: laterale (x), verticale (y) e antero-posteriore (z). Ad esempio, le coordinate stampati per un obiettivo a destra DACC sono 48,2 millimetri AP, 6,6 millimetri e 2,2 millimetri laterale verticale. Il castelletto è quindi impostato su quelle coordinate di conseguenza. </li><li> Estrarre il guideblock fino alla pelle e segnare la posizione del foro bava sulla sCALP con un pennarello. Fissare il guideblock in luogo sulla base delle coordinate stereotassica e, come tale, non punti di riferimento sono necessari per marcare l&#39;incisione. </li><li> Iniettare 2 - 3 ml di 0,5% bupivicaina in una diluizione 1: 100,000 di epinefrina nel marcato incisione. </li><li> Fare un nick nel cuoio capelluto con un bisturi fino al cranio nel marcato incisione. </li><li> Cauterizzare il derma e dei tessuti profondi con cauterizzazione monopolare diretto con un otturatore rivestito per ridurre al minimo qualsiasi sanguinamento dalle navi in ​​pelle o tessuto sottocutaneo. </li><li> Praticare un foro cranico con una torsione punta 2,1 millimetri nel mezzo dell&#39;incisione. </li><li> Aprire la dura con una sonda otturatore rigido. Vite un bullone di ancoraggio nel cranio. Inserire una sonda mandrino pre-misurata attraverso il bullone di ancoraggio per fare una pista per l&#39;elettrodo. </li><li> Avanzare con cautela l&#39;elettrodo alla profondità pre-calcolato. Serrare il tappo bullone di ancoraggio per fissare l&#39;elettrodo. </li><li> Ripetere questo processo per tuttigli elettrodi di profondità. </li><li> Posizionare il fluoroscopio sotto e circonda la testa del paziente sia AP e piani laterali per ottenere immagini fluoroscopiche garantire adeguate traiettorie posizionamento di tutti gli elettrodi. </li><li> Collegare gli elettrodi al sistema EEG clinica per verificare impedenze appropriate. </li><li> Wake il paziente dall&#39;anestesia e il trasporto al pronto recupero, e, successivamente, per l&#39;UEM. </li><li> Nel EMU, monitorare il paziente tramite monitoraggio a circuito chiuso per la crisi cliniche e via ECoG prove elettrografica di convulsioni. </li></ol></li></ol> 3. Behavioral Task e acquisizione dati <ol><li> Compito comportamentale <ol><li> Aprire il software comportamentale sul computer dedicato esclusivamente di eseguire il software comportamentale. Nota: Le istruzioni fornite si basano su MonkeyLogic, un toolbox MATLAB progettata per la presentazione e l&#39;esecuzione di temporalmente precisi compiti psicofisici 34,35 e sono quindi specific a quella piattaforma software comportamentale. Questo programma viene eseguito su Matlab versione 2010a e richiede la &quot;Data Acquisition Toolbox.&quot; Tuttavia, qualsiasi piattaforma software comportamentale in grado di presentare stimoli visivi e la registrazione dei dati elettrofisiologici potrebbero essere utilizzati. </li><li> Impostare il file condizioni progettato per eseguire l&#39;attività MSIT di includere tutti e quattro i tipi di prova di pari frequenza. Nota: Il compito MSIT consiste nella presentazione del soggetto con una stecca di tre numeri fra 0 e 3, dove due dei numeri, i &quot;distrattori&quot;, sono le stesse e un numero, il &#39;bersaglio&#39;, è diverso. <ol><li> Istruire il soggetto di identificare il &#39;bersaglio&#39; premendo il tasto corrispondente una casella tasto. Se &#39;1&#39; è l&#39;obiettivo, il tasto sinistro è la scelta giusta. Se &#39;2&#39;, il tasto centrale, e se, il tasto destro &#39;3&#39;. &#39;0&#39; non corrisponde a un pulsante possibile (Figura 2). </li&gt; </ol></li><li> Premere il pulsante &quot;Set condizioni&quot; e scegliere il file desiderato condizioni impostato nel passo precedente. Nota: Ci sono due tipi di disturbi cognitivi che inducono il conflitto durante il processo decisionale. Prove di interferenza Flanker si verificano quando i distrattori sono possibili (1, 2, o 3, invece di 0) scelte pulsante (ad es., 121), mentre le prove di interferenza spaziale si verificano quando posizione spaziale del numero di destinazione è diversa dalla posizione di risposta (ad esempio, 200 , in cui il pulsante centrale è la risposta corretta, nonostante il fatto che il numero di destinazione sia nella posizione a sinistra). Ci sono quattro tipi di prova in base alla presenza o assenza di questi due tipi di interferenza. </li><li> Testare il monitor comportamentale schermo cliccando su &quot;Test&quot; nella casella di visualizzazione. Il monitor display dovrebbe mostrare lo stimolo visivo di prova per 2 - 3 sec. </li><li> Collegare il dispositivo di interfaccia soggetto (pulsantiera) agli ingressi analogici sui datischeda di acquisizione sul computer dedicato per la registrazione dei dati elettrofisiologici attraverso tre cavi standard BNC. </li><li> Collegare la scatola pulsante a una fonte di alimentazione. </li><li> Collegare la scheda di acquisizione dati al processore da 512 canali del segnale neurale attraverso un cavo a nastro diviso in 9 nastri. 8 dei nastri sono collegati alle porte 0-7 sulla parte I / O della scheda di acquisizione dati, mentre il 9 ° nastro è collegato alla porta 0 sulla porzione PFI digitale della scheda di acquisizione dati. Nota: I nastri inviano marcatori 8 bit digitali (porte 0-7, I / O digitale) e di un impulso strobo (porta 0, PFI digitale), al processore di segnale neurale. </li><li> Impostare la frequenza di campionamento desiderata nel software del processore di segnale neurale. <ol><li> In questo esempio, impostare la frequenza di campionamento desiderata a 50.000 campioni al secondo, alias e down-campione in linea a 1.000 campioni al secondo. Regolare la frequenza di campionamento per soddisfare gli obiettivi specifici del compito. Sincronizzazione di precisione sub-millisecondorichiede un tasso di campionamento estremamente elevato. </li></ol></li><li> Collegare l&#39;amplificatore al processore di segnale neurale via cavo in fibra ottica. </li><li> Collegare il processore di segnale neurale al streamer dati e la scheda PCI ottica nel neurale del computer di acquisizione dati via cavo in fibra ottica. </li></ol></li><li> Acquisizione dati <ol><li> Utilizzare l&#39;impianto di ricerca per l&#39;UEM elettrofisiologia contiene un processore di segnale neurale 512 canali per l&#39;elaborazione e il filtraggio digitale, pre-amplificato segnali elettrici dagli elettrodi di profondità. Nota: Mentre ci sono 512 canali di elaborazione, in pratica, non sono mai più di 15 - 20 elettrodi posti per scopi clinici. Pertanto, si consiglia di registrare da un numero di elettrodi come fattibile come dimensione dei dati e risoluzione spaziale non è mai un problema. </li><li> Trasportare il rig alla stanza del paziente, posizionare il monitor comportamentale di fronte al paziente su un tavolo portatile e connettersi al computer di controllo del comportamentoche esegue il software comportamentale utilizzando un cavo DVI standard. </li><li> Inserire l&#39;impianto di registrazione dietro o al lato del letto del paziente al fine di rimanere più discreto possibile. </li><li> Collegare il sistema di ricerca nella casella di divisione che separa la registrazione di ricerca dal sistema clinico. </li><li> Parametri di registrazione di controllo utilizzando il software di elaborazione di segnale neurale 34,35. Nota: Questo sistema consente il controllo sub-millisecondi sugli eventi comportamentali 34,35. La sincronizzazione tra i dati neurali e comportamentali può essere realizzato sia con impulsi analogici codificanti per eventi di attività o marcatori digitali. Entrambi i segnali possono essere inviati da entrambi le uscite digitali o analogiche sulla scheda di acquisizione dati alla ingressi analogici o digitali sul processore di segnale neurale. </li><li> Consegnare al paziente il dispositivo di interfaccia soggetto (pulsantiera) e dare istruzioni attività. </li><li> Fare clic su &quot;Esegui&quot; per eseguire l&#39;operazione. </li><li> Lasciare che il pazientecompletare 2 blocchi di 150 prove ciascuno. </li></ol></li></ol> Analisi 4. Dati <ol><li> Pacchetto software Open che permette la visualizzazione dei dati elettrofisiologici. Nota: le istruzioni fornite di seguito sono specifiche per Matlab versione 2010a ma qualsiasi software che permette la visualizzazione e la manipolazione dei dati elettrofisiologici possono essere utilizzati. </li><li> Il file .edf aperto contenente dati elettrofisiologici grezzi dalla sessione di prova. </li><li> Visualizza il segnale SEEG dalla sessione per garantire che non vi è alcun artefatto visibile come scariche epilettiformi o artefatti da movimento (Figura 3A). </li><li> Sovrapporre gli impulsi di temporizzazione del compito comportamentale sulla traccia LFP grezzo (figura 3B) per illustrare come gli impulsi analogico può delineare la struttura di prova. </li><li> Utilizzando gli impulsi di temporizzazione, allineare la traccia SEEG alla presentazione spunto per ogni prova (Figura 3C). </li><li> Rimuovere outlier (&gt; 4 deviazioni standard)e artefatto tracce (Figura 3D). </li><li> Salvare tutti i processi allineati in una matrice per ulteriori analisi (20 prove mostrate accatastati nella Figura 3E). </li><li> Attività media LFP attraverso prove per ridurre effetto del rumore, artefatto, o attività EEG non attinenti alle stimoli presentati, e per aumentare il segnale di interesse (figura 3F). </li><li> Creare il, spettrogramma trial-media prima con multi-conico analisi spettrale 36-38. Nota: Analisi tempo-frequenza può essere utilizzata per studiare la dinamica spettro-temporali specifici in studi singoli o multipli. Questo metodo consente l&#39;indagine oscillazioni neuronali a diverse frequenze nel tempo. </li><li> Pad il segnale da ogni prova con zeri alla prossima grande potenza di 2 per evitare effetti di bordo. </li><li> Applicare una finestra 800 ms scorrevole con 5 conicità principali ed un time-banda di 9 ogni 10 ms per tutta la durata del segnale per creare le specifichetrogram (Figura 4A). </li><li> Moltiplicare il registro dello spettrogramma del 10 e normalizzare per visualizzare le informazioni di frequenza più alta. Nota: Spettrogrammi può essere normalizzato da una distribuzione di frequenza teorica (cioè, ciascun valore di frequenza elevato alla 2a potere negativo) (Figura 4B), lo spettro medio di qualche attività basale (Figura 4C), o dividendo per la media e sottraendo il deviazione standard dei valori in ciascuna banda di frequenza (Figura 4D). Questa procedura consente per l&#39;esame delle bande di frequenza specifiche in entrambe le forme prime e normalizzati nel tempo per le modifiche specifiche per il compito. Ad esempio, l&#39;attivazione alta gamma banda (70 - 150 Hz), che è mostrato in figura 3E, è pensato per riflettere l&#39;attività eccitatoria locale della popolazione neuronale locale che circonda l&#39;elettrodo 39,40. </li></ol>

Gli autori non hanno alcun conflitto di interesse a divulgare.

In questo documento SEEG stato usato per studiare l&#39;attività delle popolazioni neuronali locali all&#39;interno DACC durante un compito decisionale negli esseri umani. Il lavoro precedente ha indagato l&#39;attività di singoli neuroni nel DACC utilizzando registrazioni microelectode intraoperatorie 14 e dimostrato che l&#39;attività DACC è modulata dall&#39;attività precedente. Studi di microelettrodi consentono l&#39;indagine dell&#39;attività incurvamento dei singoli neuroni. SEEG misura LFPs, che...

Epilessia, un disturbo neurologico comune caratterizzata da molteplici crisi ricorrenti nel corso del tempo, rappresenta l&#39;1% del carico mondiale di malattie 1. Farmaci anti-epilettici non riescono a controllare le crisi in 20 - 30% dei pazienti 2,3. In questi pazienti medicalmente intrattabili, chirurgia dell&#39;epilessia è spesso indicata 4,5. La decisione di procedere con un intervento chirurgico necessario localizzare la messa a fuoco di sequestro, un prerequisito per la formulazione di un piano chirurgico. Inizialmente, le tecniche non invasive vengono utilizzati per lateralizzano e localizzare la messa a fuoco di sequestro. Elettroencefalografia (EEG), ad esempio, misure di attività elettrica corticale registrato da elettrodi posti sul cuoio capelluto e che spesso può fornire informazioni sufficienti circa la posizione della messa a fuoco di sequestro. Inoltre, la risonanza magnetica (MRI) in grado di dimostrare le lesioni discrete, come sclerosi ippocampale, la classica patologia visto nella forma più comune di epilessia intrattabile medico, mesiale temporal epilessia del lobo (MTLE). Spesso, tuttavia, il workup invasivo è in grado di identificare un focus grippaggio. In questi casi, elettrocorticografia invasiva (ECoG) con elettrodi intracerebrali è necessario per localizzare la messa a fuoco e guidare ulteriore trattamento chirurgico 6. ECoG è una tecnica neurofisiologico utilizzata per misurare l&#39;attività elettrica utilizzando elettrodi posti a diretto contatto con il cervello. Griglie o strisce di superficie (subdurali) elettrodi sono disposti sopra la superficie del cervello, un processo che richiede una craniotomia (rimozione di un lembo osseo) e grande apertura della dura. Questi elettrodi superficiali possono essere posizionati sopra la zona putativo (s) di grippaggio insorgenza. Le estremità distali degli elettrodi sono tunnel attraverso piccole aperture nella pelle e collegati alle apparecchiature di registrazione nell&#39;unità di monitoraggio epilessia (EMU). Nel EMU, il paziente viene monitorato per l&#39;attività di sequestro clinica attraverso il video continua e registrazioni ECOG. Questa tecnica is utile per la raccolta a lungo termine (giorni o settimane) registrazioni di ictale e scariche elettriche interictali sopra relativamente grandi aree della superficie corticale. Mentre queste registrazioni intracraniche hanno un valore inestimabile per lo studio clinico di sequestro focolai e la propagazione, forniscono anche noi con la possibilità di studiare la funzione cognitiva e neurofisiologia nell&#39;uomo sottoposti a compiti comportamentali specificamente progettati. ECoG utilizzando elettrodi della griglia subdurali è stato utilizzato per studiare i vari aspetti della funzione corticale, tra cui l&#39;elaborazione sensoriale e la lingua. Come uno dei molti esempi, Bouchard et al hanno dimostrato il coordinamento temporale della muscolatura orale nella formazione di sillabe per la lingua parlata nel sensorimotor corteccia ventrale, una regione identificata come il discorso umano corteccia sensomotoria 7. Inoltre, ECoG con il posizionamento della griglia subdurale è stato anche utilizzato per studiare i meccanismi attraverso i quali gli esseri umani sono in grado di Attend ad una particolare voce all&#39;interno di una folla: il cosiddetto &#39;effetto cocktail&#39; 8,9. Registrazioni ECOG hanno dimostrato che ci sono due gruppi neuronali distinti che traccia in modo dinamico i flussi di discorso, sia a bassa frequenza e di fase di alta gamma oscillazioni di ampiezza, e che ci sono siti di elaborazione distinti - uno del sito &#39;modulazione&#39; che tiene traccia di entrambi i diffusori, e una &#39;selezione&#39; sito che tiene traccia del oratore partecipato 5. Un&#39;altra applicazione emergente di ECoG con posizionamento degli elettrodi subdurale è il potenziale per l&#39;uso con Cervello Computer Interfaces (BCIS), che &quot;decodifica&quot; attività neuronale al fine di guidare l&#39;uscita esterna. Questa tecnologia ha il potenziale di consentire pazienti con cerebrali o lesioni del midollo spinale per comunicare con il mondo e manipolare protesi 10,11. Mentre il posizionamento della griglia subdurale ha contribuito notevolmente alla nostra comprensione di superaree corticali ficiali ed è utile per identificare foci epilettogene corticali, questa tecnica richiede una craniotomia e dei suoi rischi connessi, ed è generalmente limitata a studiare la superficie esterna del cervello. Elettroencefalografia stereotassica (SEEG) è una tecnica che consente la valutazione del profondo foci epilettogeno 12. Con una lunga storia di uso in Francia e in Italia, è anche sempre più utilizzato negli Stati Uniti 13. SEEG prevede il posizionamento di elettrodi multipli (tipicamente 10-16) in profondità all&#39;interno la sostanza del cervello attraverso piccole (pochi mm) fori elicoidale bava. Vantaggi di SEEG oltre placement griglia subdurale sono la sua natura meno invasiva, la facilità di esaminare emisferi bilaterali quando richiesto, e la capacità di generare mappe tridimensionali di propagazione delle crisi. Inoltre, questi elettrodi permettono l&#39;identificazione dei foci profonda epilettogeni che erano precedentemente difficile identificare con elettrodi di superficie. Questa procedura inoltre provides la possibilità di esaminare la neurofisiologia e la funzione delle strutture corticali profonde, come il sistema limbico, corteccia mesoparietal, la corteccia mesotemporal, e la corteccia orbitofrontale, tutti erano precedentemente difficile indagare direttamente nell&#39;uomo. Questo documento dimostra come SEEG può essere utilizzata per studiare la funzione cognitiva nella dorsale corteccia cingolata anteriore (DACC). Il DACC è una regione del cervello ampiamente studiati, ma è anche uno dei più scarsamente compreso. Considerato una regione significativo per cognizione umana, è probabile che il DACC è centrale al trattamento neurale dinamica delle decisioni nel contesto del continuo mutevoli esigenze imposte dall&#39;ambiente 14. Gli studi in entrambi i primati 15,16 e gli esseri umani 17 suggeriscono che il DACC integra potenziali rischi e benefici di una data azione, soprattutto in situazioni di conflitto multiple simultanee richiede 18-21, e modulates queste decisioni nel contesto delle azioni precedenti e dei loro risultati 14,22,23. L&#39;interferenza Multi-Source Task (MSIT), un compito comportamentale Stroop-like, è spesso utilizzato per studiare l&#39;elaborazione conflitto in DACC. Il compito MSIT attiva il DACC reclutando neuroni coinvolti in più domini di lavorazione regolamentati dalla DACC 24,25. Questo compito si attiva specificamente il DACC testando le caratteristiche del processo decisionale, il rilevamento di target, la rilevazione della novità, il rilevamento degli errori, la selezione di risposta, e la concorrenza di stimolo / risposta. Inoltre, il compito MSIT introduce molteplici dimensioni di interferenza cognitiva, che vengono utilizzati in questo studio per indagare DACC risposte neurali a stimoli contrastanti simultanei utilizzando SEEG.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Trigger I/O cable</td>
			<td>Natus Medical Inc.</td>
			<td>5029</td>
			<td>PS2 to BNC cable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BNC cables for analog pulses</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Can be ordered from most electronics stores.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power strip with surge protection and battery backup</td>
			<td>Tripp Lite</td>
			<td>SMART500RT1U UPC</td>
			<td>Power source and backup</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>National instruments multifunctional daq data acquisition box NI PCIe-6382 DAQ cards</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>PCIe-6382 w/ BNC 2090A</td>
			<td>PCI cards for behavioral control interface</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom made button box - human interface device</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any human interface device with three buttons may be used. Alternatively, 3 keyboard buttons may be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xltek 128 channel clinical intracranial EEG monitoring system EMU128FS</td>
			<td>Natus Medical Inc.</td>
			<td>002047c</td>
			<td>Clinical recording system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Subject monitor and associated cables for visual stimulus presentation</td>
			<td>Dell</td>
			<td>U2212HMc</td>
			<td>Most Monitors are adequate here.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Personal comptuer running behavioral software with DAQ cards installed</td>
			<td>Superlogics</td>
			<td>SL-2U-PD-Q87SLQ-BA</td>
			<td>Computer for recording neural data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mains cable for monitor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Usually comes with the monitor, can be purchased at any electronics store.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monkey Logic software which runs on Matlab 2010A</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Free from MonkeyLogic website</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB 2010a software with data acquisition toolbox</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>Matlab software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sEEG electrodes AD TECH or PMT</td>
			<td>AD TECH</td>
			<td>2102-##-101</td>
			<td>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)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cabrio connectors</td>
			<td>PMT</td>
			<td>2125-##-01</td>
			<td>The ## in the catalog number indicates the number of contacts on the electrode (08, 10, 12, or 16)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tucker Davis Technologies Amplifier</td>
			<td>Tucker Davs Technologies</td>
			<td>PZ5</td>
			<td>preamplifier for neural data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tucker Davis Technologies processor</td>
			<td>Tucker Davs Technologies</td>
			<td>RZ2</td>
			<td>Neural signal processor for neural data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TuckerDavis Technologies data streamer</td>
			<td>Tucker Davs Technologies</td>
			<td>RS4</td>
			<td>Data streamer and storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber optics cables to connect TDT systems</td>
			<td>Tucker Davs Technologies</td>
			<td>F05</td>
			<td>Fiber optic cables for connecting Tucker Davis Technologies&#39; prodcuts.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ribbon cable and snap serial connector for digital markers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Can be ordered from ost electronics stores.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>personal computer fro running TDT RPvdsEx and OpenEx software</td>
			<td>Superlogics</td>
			<td>SL-2U-PD-Q87SLQ-BA</td>
			<td>computer for behavioral control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>middle atlantics server cabinet with casters</td>
			<td>Middle Atlantic Products</td>
			<td>PTRK-21</td>
			<td>Server case to house all of the research items</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tucker Davis Technologies splitter box to split clinical and research recrodings</td>
			<td>Tucker Davs Technologies</td>
			<td></td>
			<td>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&#39;t interfere with clinical care.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Researcher monitor with requisite cables</td>
			<td>Dell</td>
			<td>U2212HMc</td>
			<td>Most Monitors are adequate here.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>button box power source - 5 volts, 2 amperes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Can be purchased at any electronics store.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TDT optical interface PCI card</td>
			<td>Tucker Davs Technologies</td>
			<td>P05</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating the function of deep cortical and subcortical structures using stereotactic electroencephalography: lessons from the anterior cingulate cortex

Stereotassica elettroencefalogramma (SEEG) è una tecnica utilizzata per localizzare sequestro focolai nei pazienti con epilessia intrattabile medico. Questa procedura comporta il posizionamento cronica di elettrodi multipli di profondità in regioni del cervello normalmente inaccessibile via subdurale posizionamento degli elettrodi della griglia. SEEG offre quindi un&#39;opportunità unica per studiare la funzione del cervello. In questo articolo mostriamo come SEEG può essere utilizzato per studiare il ruolo della corteccia cingolata anteriore dorsale (DACC) nel controllo cognitivo. Includiamo una descrizione della procedura SEEG, dimostrando il posizionamento chirurgico degli elettrodi. Descriviamo i componenti e processi necessari per registrare il potenziale campo locale (LFP) dati dal consenso soggetti mentre sono impegnati in un compito comportamentale. Nell&#39;esempio fornito, i soggetti svolgono un compito interferenza cognitiva, e ci dimostrano come i segnali vengono registrati e analizzati dagli elettrodi nel anteriore dorsale corteccia cingolata, una zona intimtamente coinvolti nel processo decisionale. Si conclude con ulteriori suggerimenti di modi in cui questo metodo può essere usato per studiare processi cognitivi umani.

Una volta che il paziente è stato selezionato per SEEG posizionamento degli elettrodi, lui / lei subisce un T2 e T1 contrasto volumetrico maggiore risonanza magnetica. Seeg traiettorie elettrodi sono poi previsti utilizzando la navigazione stereotassica delle sequenze RM volumetrici (Figura 1). Questa tecnica permette la raccolta dei potenziali di campo locale da strutture profonde all&#39;interno della corteccia come dorsale anteriore cingolo (luce arancione traiettoria, Figura 1), ch...

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Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex

Stereotassica elettroencefalogramma (SEEG) è una tecnica operatoria utilizzata nella chirurgia dell&#39;epilessia per aiutare a localizzare il sequestro foci. Esso offre anche un&#39;occasione unica per studiare la funzione del cervello. Qui si descrive come SEEG può essere usato per studiare i processi cognitivi in ​​soggetti umani.

Indagare la funzione di Deep corticale e strutture sottocorticali Usando stereotassica Elettroencefalografia: gli insegnamenti della corteccia cingolata anteriore

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) is a technique used to localize seizure foci in patients with medically intractable epilepsy. This procedure ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.1K Views.  Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital.  Stereotassica elettroencefalogramma (SEEG) è una tecnica operatoria utilizzata nella chirurgia dell'epilessia per aiutare a localizzare il sequestro foci. Esso offre anche un'occasione unica per studiare la funzione del cervello. Qui si descrive come SEEG può essere usato per studiare i processi cognitivi in ​​soggetti umani. 

Video: Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography (dEEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any other current brain imaging technology1,2, is being used increasingly in the study of social cognitive functioning in infants and adults. While dEEG is enabling researchers to examine brain activity patterns with unprecedented levels of sensitivity, conventional EEG recording systems continue to face certain limitations, including 1) poor spatial resolution and source localization3,4,2) the physical discomfort for test subjects of enduring the individual application of numerous electrodes to the surface of the scalp, and 3) the complexity for researchers of learning to use multiple software packages to collect and process data. Here we present an overview of an established methodology that represents a significant improvement on conventional methodologies for studying EEG in infants and adults. Although several analytical software techniques can be used to establish indirect indices of source localization to improve the spatial resolution of dEEG, the HydroCel Geodesic Sensor Net (HCGSN) by Electrical Geodesics, Inc. (EGI), a dense sensory array that maintains equal distances among adjacent recording electrodes on all surfaces of the scalp, further enhances spatial resolution4,5,6 compared to standard dEEG systems. The sponge-based HCGSN can be applied rapidly and without scalp abrasion, making it ideal for use with adults7,8, children9,10,11, and infants12, in both research and clinical4,5,6,13,14,15 settings. This feature allows for considerable cost and time savings by decreasing the average net application time compared to other dEEG systems. Moreover, the HCGSN includes unified, seamless software applications for all phases of data, greatly simplifying the collection, processing, and analysis of dEEG data.
The HCGSN features a low-profile electrode pedestal, which, when filled with electrolyte solution, creates a sealed microenvironment and an electrode-scalp interface. In all Geodesic dEEG systems, EEG sensors detect changes in voltage originating from the participant's scalp, along with a small amount of electrical noise originating from the room environment. Electrical signals from all sensors of the Geodesic sensor net are received simultaneously by the amplifier, where they are automatically processed, packaged, and sent to the data-acquisition computer (DAC). Once received by the DAC, scalp electrical activity can be isolated from artifacts for analysis using the filtering and artifact detection tools included in the EGI software. Typically, the HCGSN can be used continuously for only up to two hours because the electrolyte solution dries out over time, gradually decreasing the quality of the scalp-electrode interface.
In the Parent-Infant Research Lab at the University of Toronto, we are using dEEG to study social cognitive processes including memory, emotion, goals, intentionality, anticipation, and executive functioning in both adult and infant participants.

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG

Dense array electroencephalography is being used increasingly to study social cognitive functions in infants and adults. Here we present an established methodology that represents a significant improvement on conventional methodologies for studying EEG in infants and adults.

Indagare Cognizione sociale nei neonati e adulti Utilizzando Elettroencefalografia Dense Array ( D EEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any ...

Ricerca

Neuroscienze

Simultaneous Electroencephalography, Real-time Measurement of Lactate Concentration and Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity in the Rodent Cerebral Cortex

Although the brain represents less than 5% of the body by mass, it utilizes approximately one quarter of the glucose used by the body at rest1. The function of non rapid eye movement sleep (NREMS), the largest portion of sleep by time, is uncertain. However, one salient feature of NREMS is a significant reduction in the rate of cerebral glucose utilization relative to wakefulness2-4. This and other findings have led to the widely held belief that sleep serves a function related to cerebral metabolism. Yet, the mechanisms underlying the reduction in cerebral glucose metabolism during NREMS remain to be elucidated.
	One phenomenon associated with NREMS that might impact cerebral metabolic rate is the occurrence of slow waves, oscillations at frequencies less than 4 Hz, in the electroencephalogram5,6. These slow waves detected at the level of the skull or cerebral cortical surface reflect the oscillations of underlying neurons between a depolarized/up state and a hyperpolarized/down state7. During the down state, cells do not undergo action potentials for intervals of up to several hundred milliseconds. Restoration of ionic concentration gradients subsequent to action potentials represents a significant metabolic load on the cell8; absence of action potentials during down states associated with NREMS may contribute to reduced metabolism relative to wake.
	Two technical challenges had to be addressed in order for this hypothetical relationship to be tested. First, it was necessary to measure cerebral glycolytic metabolism with a temporal resolution reflective of the dynamics of the cerebral EEG (that is, over seconds rather than minutes). To do so, we measured the concentration of lactate, the product of aerobic glycolysis, and therefore a readout of the rate of glucose metabolism in the brains of mice. Lactate was measured using a lactate oxidase based real time sensor embedded in the frontal cortex. The sensing mechanism consists of a platinum-iridium electrode surrounded by a layer of lactate oxidase molecules. Metabolism of lactate by lactate oxidase produces hydrogen peroxide, which produces a current in the platinum-iridium electrode. So a ramping up of cerebral glycolysis provides an increase in the concentration of substrate for lactate oxidase, which then is reflected in increased current at the sensing electrode. It was additionally necessary to measure these variables while manipulating the excitability of the cerebral cortex, in order to isolate this variable from other facets of NREMS.
	We devised an experimental system for simultaneous measurement of neuronal activity via the elecetroencephalogram, measurement of glycolytic flux via a lactate biosensor, and manipulation of cerebral cortical neuronal activity via optogenetic activation of pyramidal neurons. We have utilized this system to document the relationship between sleep-related electroencephalographic waveforms and the moment-to-moment dynamics of lactate concentration in the cerebral cortex. The protocol may be useful for any individual interested in studying, in freely behaving rodents, the relationship between neuronal activity measured at the electroencephalographic level and cellular energetics within the brain.

A procedure is described for manipulating the activity of cerebral cortical pyramidal neurons optogenetically while the electroencephalogram, electromyogram, and cerebral lactate concentration are monitored. Experimental recordings are performed on cable-tethered mice while they undergo spontaneous sleep/wake cycles. Optogenetic equipment is assembled in our laboratory; recording equipment is commercially available.

Elettroencefalografia simultanea, in tempo reale misura della concentrazione di lattato e la manipolazione Optogenetic di attività neuronale nella corteccia cerebrale Rodentia

Although the brain represents less than 5% of the body  by mass, it utilizes approximately one quarter of the glucose used by the body  at rest1. The ...

Juxtasomal Biocytin Labeling to Study the Structure-function Relationship of Individual Cortical Neurons

The cerebral cortex is characterized by multiple layers and many distinct cell-types that together as a network are responsible for many higher cognitive functions including decision making, sensory-guided behavior or memory. To understand how such intricate neuronal networks perform such tasks, a crucial step is to determine the function (or electrical activity) of individual cell types within the network, preferentially when the animal is performing a relevant cognitive task. Additionally, it is equally important to determine the anatomical structure of the network and the morphological architecture of the individual neurons to allow reverse engineering the cortical network. Technical breakthroughs available today allow recording cellular activity in awake, behaving animals with the valuable option of post&#160;hoc identifying the recorded neurons. Here, we demonstrate the juxtasomal biocytin labeling technique, which involves recording action potential spiking in the extracellular (or loose-patch) configuration using conventional patch pipettes. The juxtasomal recording configuration is relatively stable and applicable across behavioral conditions, including anesthetized, sedated, awake head-fixed, and even in the freely moving animal. Thus, this method allows linking cell-type specific action potential spiking during animal behavior to reconstruction of the individual neurons and ultimately, the entire cortical microcircuit. In this video manuscript, we show how individual neurons in the juxtasomal configuration can be labeled with biocytin in the urethane-anaesthetized rat for post&#160;hoc identification and morphological reconstruction.

To understand the structure of neuronal networks, functional and morphological characterization of individual neurons is a necessity. Here, we demonstrate juxtasomal biocytin labeling, which allows electrophysiological recordings in the extracellular configuration, yet maintaining the ability to intracellularly label the neuron for post&#160;hoc reconstruction of dendritic and axonal architecture.

Juxtasomal biocitina Etichettatura per studiare la struttura-funzione relazioni dei singoli neuroni corticali

The cerebral cortex is characterized by multiple layers and many distinct cell-types that together as a network are responsible for many higher cognitive ...

Analysis of Gene Expression Changes in the Rat Hippocampus After Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus

Deep brain stimulation (DBS) surgery, targeting various regions of the brain such as the basal ganglia, thalamus, and subthalamic regions, is an effective treatment for several movement disorders that have failed to respond to medication. Recent progress in the field of DBS surgery has begun to extend the application of this surgical technique to other conditions as diverse as morbid obesity, depression and obsessive compulsive disorder. Despite these expanding indications, little is known about the underlying physiological mechanisms that facilitate the beneficial effects of DBS surgery. One approach to this question is to perform gene expression analysis in neurons that receive the electrical stimulation. Previous studies have shown that neurogenesis in the rat dentate gyrus is elicited in DBS targeting of the anterior nucleus of the thalamus1. DBS surgery targeting the ATN is used widely for treatment refractory epilepsy. It is thus of much interest for us to explore the transcriptional changes induced by electrically stimulating the ATN. In this manuscript, we describe our methodologies for stereotactically-guided DBS surgery targeting the ATN in adult male Wistar rats. We also discuss the subsequent steps for tissue dissection, RNA isolation, cDNA preparation and quantitative RT-PCR for measuring gene expression changes. This method could be applied and modified for stimulating the basal ganglia and other regions of the brain commonly clinically targeted. The gene expression study described here assumes a candidate target gene approach for discovering molecular players that could be directing the mechanism for DBS.

The mechanism underlying the therapeutic effects of Deep Brain Stimulation (DBS) surgery needs investigation. The methods presented in this manuscript describe an experimental approach to examine the cellular events triggered by DBS by analyzing the gene expression profile of candidate genes that can facilitate neurogenesis post DBS surgery.

Analisi delle variazioni di espressione genica nel Rat Hippocampus Dopo stimolazione cerebrale profonda del nucleo anteriore talamiche

Deep brain stimulation (DBS) surgery, targeting various regions of the brain such as the basal ganglia, thalamus, and subthalamic regions, is an effective ...

Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal cord of the majority of these fiber systems have not been thoroughly investigated in any species. Serotonergic fibers, which project to the spinal cord, have been studied in rats and opossums on histological sections and their functional significance has been deduced based on their fiber termination pattern in the spinal cord. With the development of CLARITY and CUBIC techniques, it is possible to investigate this fiber system and its distribution in the spinal cord, which is likely to reveal previously unknown features of serotonergic supraspinal pathways. Here, we provide a detailed protocol for imaging the serotonergic fibers in the mouse spinal cord using the combined CLARITY and CUBIC techniques. The method involves perfusion of a mouse with a hydrogel solution and clarification of the tissue with a combination of clearing reagents. Spinal cord tissue was cleared in just under two weeks, and the subsequent immunofluorescent staining against serotonin was completed in less than ten days. With a multi-photon fluorescent microscope, the tissue was scanned and a 3D image was reconstructed using Osirix software.

Supraspinal projections are important for pain perception and other behaviors, and serotonergic fibers are one of these fiber systems. The present study focused on the application of the combined CLARITY/CUBIC protocol to the mouse spinal cord in order to investigate the termination of these serotonergic fibers.

Imaging Fibre serotoninergici nel midollo spinale mouse Uso del CHIAREZZA / Tecnica CUBIC

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal ...

Exploring Deep Space - Uncovering the Anatomy of Periventricular Structures to Reveal the Lateral Ventricles of the Human Brain

Anatomy students are typically provided with two-dimensional (2D) sections and images when studying cerebral ventricular anatomy and students find this challenging. Because the ventricles are negative spaces located deep within the brain, the only way to understand their anatomy is by appreciating their boundaries formed by related structures. Looking at a 2D representation of these spaces, in any of the cardinal planes, will not enable visualisation of all of the structures that form the boundaries of the ventricles. Thus, using 2D sections alone requires students to compute their own mental image of the 3D ventricular spaces. The aim of this study was to develop a reproducible method for dissecting the human brain to create an educational resource to enhance student understanding of the intricate relationships between the ventricles and periventricular structures. To achieve this, we created a video resource that features a step-by-step guide using a fiber dissection method to reveal the lateral and third ventricles together with the closely related limbic system and basal ganglia structures. One of the advantages of this method is that it enables delineation of the white matter tracts that are difficult to distinguish using other dissection techniques. This video is accompanied by a written protocol that provides a systematic description of the process to aid in the reproduction of the brain dissection. This package offers a valuable anatomy teaching resource for educators and students alike. By following these instructions educators can create teaching resources and students can be guided to produce their own brain dissection as a hands-on practical activity. We recommend that this video guide be incorporated into neuroanatomy teaching to enhance student understanding of the morphology and clinical relevance of the ventricles.

This paper demonstrates the effective use of a fiber dissection method to reveal the superficial white matter tracts and periventricular structures of the human brain, in three-dimensional space, to aid student comprehension of ventricular morphology.

Esplorazione dello spazio profondo - scoprendo l'anatomia delle strutture Periventricular per rivelare i ventricoli laterali del cervello umano

Anatomy students are typically provided with two-dimensional (2D) sections and images when studying cerebral ventricular anatomy and students find this ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls body functions and internal organ rhythms when animals are exposed to emotional challenges and changes in their living environments. In general experiments, signals from different organs, such as the brain and the heart, are recorded by independent recording systems that require multiple recording devices and different procedures for processing the data files. This study describes a new method that can simultaneously monitor electrical biosignals, including tens of local field potentials in multiple brain regions, electrocardiograms that represent the cardiac rhythm, electromyograms that represent awake/sleep-related muscle contraction, and breathing signals, in a freely moving rat. The recording configuration of this method is based on a conventional micro-drive array for cortical local field potential recordings in which tens of electrodes are accommodated, and the signals obtained from these electrodes are integrated into a single electrical board mounted on the animal's head. Here, this recording system was improved so that signals from the peripheral organs are also transferred to an electrical interface board. In a single surgery, electrodes are first separately implanted into the appropriate body parts and the target brain areas. The open ends of all of these electrodes are then soldered to individual channels of the electrical board above the animal's head so that all of the signals can be integrated into the single electrical board. Connecting this board to a recording device allows for the collection of all of the signals into a single device, which reduces experimental costs and simplifies data processing, because all data can be handled in the same data file. This technique will aid the understanding of the neurophysiological correlates of the associations between central and peripheral organs.

This study introduces a method for the simultaneous recording of local field potentials in the brain, electrocardiograms, electromyograms, and breathing signals of a freely moving rat. This technique, which reduces experimental costs and simplifies data analysis, will contribute to the understanding of the interactions between the brain and peripheral organs.

Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale, elettrocardiogramma, elettromiogramma e respirazione ritmo da un ratto liberamente commovente

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic field pulses. The initiation of cortical activation or its modulation depends on the background activation of the neurons of the cortical region activated, the characteristics of the coil, its position and its orientation with respect to the head. TMS combined with simultaneous electrocephalography (EEG) and neuronavigation (nTMS-EEG) allows for the assessment of cortico-cortical excitability and connectivity in almost all cortical areas in a reproducible manner. This advance makes nTMS-EEG a powerful tool that can accurately assess brain dynamics and neurophysiology in test-retest paradigms that are required for clinical trials. Limitations of this method include artifacts that cover the initial brain reactivity to stimulation. Thus, the process of removing artifacts may also extract valuable information. Moreover, the optimal parameters for dorsolateral prefrontal (DLPFC) stimulation are not fully known and current protocols utilize variations from the motor cortex (M1) stimulation paradigms. However, evolving nTMS-EEG designs hope to address these issues. The protocol presented here introduces some standard practices for assessing neurophysiological functioning from stimulation to the DLPFC that can be applied in patients with treatment resistant psychiatric disorders that receive treatment such as transcranial direct current stimulation (tDCS), repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), magnetic seizure therapy (MST) or electroconvulsive therapy (ECT).

The protocol presented here is for TMS-EEG studies utilizing intracortical excitability test-retest design paradigms. The intent of the protocol is to produce reliable and reproducible cortical excitability measures for assessing neurophysiological functioning related to therapeutic interventions in the treatment of neuropsychiatric diseases such as major depression.

Stimolazione magnetica transcranica combinata e l'elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent development of thin, flexible ECoG electrodes has enabled conduction of stable recordings of large-scale cortical activity. We have developed a whole-cortical ECoG array for the common marmoset. The array continuously covers almost the entire lateral surface of cortical hemisphere, from the occipital pole to the temporal and frontal poles, and it captures whole-cortical neural activity in one shot. This protocol describes a chronic implantation procedure of the array in the epidural space of the marmoset brain. Marmosets have two advantages regarding ECoG recordings, one being the homologous organization of anatomical structures in humans and macaques, including frontal, parietal, and temporal complexes. The other advantage is that the marmoset brain is lissencephalic and contains a large number of complexes, which are more difficult to access in macaques with ECoG, that are exposed to the brain surface.These features allow direct access to most cortical areas beneath the surface of the brain. This system provides an opportunity to investigate global cortical information processing with high resolutions at a sub-millisecond order in time and millimeter order in space.

We have developed a whole-cortical electrocorticographic array for the common marmoset that continuously covers almost the entire lateral surface of cortex, from the occipital pole to the temporal and frontal poles. This protocol describes a chronic implantation procedure of the array in the epidural space of the marmoset brain.

Impianto cronico di tutto-corticale Electrocorticographic Array nel Marmoset comune

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Stimulus-specific Cortical Visual Evoked Potential Morphological Patterns

This paper presents a methodology for the recording and analysis of cortical visual evoked potentials (CVEPs) in response to various visual stimuli using 128-channel high-density electroencephalography (EEG). The specific aim of the described stimuli and analyses is to examine whether it is feasible to replicate previously reported CVEP morphological patterns elicited by an apparent motion stimulus, designed to simultaneously stimulate both ventral and dorsal central visual networks, using object and motion stimuli designed to separately stimulate ventral and dorsal visual cortical networks.&#160; Four visual paradigms are presented: 1. Randomized visual objects with consistent temporal presentation. 2. Randomized visual objects with inconsistent temporal presentation (or jitter).&#160; 3. Visual motion via a radial field of coherent central dot motion without jitter.&#160; 4. Visual motion via a radial field of coherent central dot motion with jitter.&#160; These four paradigms are presented in a pseudo-randomized order for each participant.&#160; Jitter is introduced in order to view how possible anticipatory-related effects may affect the morphology of the object-onset and motion-onset CVEP response.&#160; EEG data analyses are described in detail, including steps of data exportation from and importation to signal processing platforms, bad channel identification&#160;and removal, artifact rejection, averaging, and categorization of average CVEP morphological pattern type based upon latency ranges of component peaks. Representative data show that the methodological approach is indeed sensitive in eliciting differential object-onset and motion-onset CVEP morphological patterns and may, therefore, be useful in addressing the larger research aim. Given the high temporal resolution of EEG and the possible application of high-density EEG in source localization analyses, this protocol is ideal for the investigation of distinct CVEP morphological patterns and the underlying neural mechanisms which generate these differential responses.&#160; &#160; &#160;&#160;

In this paper, we present a protocol to investigate differential cortical visual evoked potential morphological patterns through stimulation of ventral and dorsal networks using high-density EEG. Visual object and motion stimulus paradigms, with and without temporal jitter, are described. Visual evoked potential morphological analyses are also outlined.&#160;&#160;

Modelli morfologici potenziali evocati di tempo evocati da corticali specifici dello stimolo

This paper presents a methodology for the recording and analysis of cortical visual evoked potentials (CVEPs) in response to various visual stimuli using ...