1。被験者の募集と同意<ol><li>彼/彼女が術中試験（治験審査で定義された基準を満たしている場合、視床下核（STN）難治性のパーキンソン病のための脳深部刺激（DBS）のための臨床評価との同意に続いて、各患者の情報を決定するために検討され理事会は）マサチューセッツ総合病院のプロトコルを承認した。 </li><li>それは対象者が調査基準を満たしていると判断された場合、研究グループの医師のメンバー（ではないオペレーティング外科医）は、研究への参加の可能性を議論するために患者に近づく。 </li><li>研究に参加するための同意書は、日と対象に説明されています。重要なことは、研究の説明は、研究への参加は自発的であり、どの時点でも彼/彼女が参加から撤退するオプションを持っていることを強調している。また、それはその後の研究に参加するか、または撤回する彼らの議論は、彼/彼女が受け取る医療に影響がないことを強調されている。 </li><li>それは被験者が理解し、研究に参加することに同意するものと判断された場合、彼/彼女は承認されたインフォームドコンセントに署名し、試験に登録されています。 </li></ol> 2。行動訓練とリグのセットアップ<ol><li>パーキンソン病のためのDBSの手術の一環として、被験者は、手術前日に入院している。したがって、これは行動課題で被験者を訓練する機会を提供しています。それは主題が&quot;学習効果&quot;困惑を（議論を参照してください）​​削除し、タスクを実行し、そのルールと快適性を開発するために学ぶことができる期間を提供するので、このトレーニングは不可欠です。 </li><li>ポータブル行動リグは、手術前の夜に対象者の病室に持って来られる。 </li><li>このリグは、被験者が術中試験の日に実行するために必要な正確な同じ行動課題を装備しています。 <ol><li>この例では、主題は&quot;戦争&quot;のゲームに似たカードゲームをプレイするように求められます。このゲームでは、被験者は自分のカードがコンピュータに比べて高いかどうかの（どちらか$ 20または$ 5）賭けに必要です。このタスクの目的は、アッセイにSTNの神経符号化に関する報酬とリスクの役割です。主題を奨励するために、それらが彼らの賞金の割合が支払われると言われて。 </li><li>潜在的な組み合わせ（と、その結果混乱させる）を低下させる手段として、単一の訴訟の唯一の偶数番号のカードは（例えば2、4、6、8、スペードの10）が使用されます。このように、タスクの潜在的な結果や期待は簡単に計算し、分析することができます。 </li><li>各試験では、被験者は最初にランダムに配らカード、および未知のコンピュータのカードの裏を描いた画面を見ている。画面には、2つの賭けのオプション、5ドルから20を示す。彼/彼女のカードの相対的な強さに基づいて、被験者は画面が彼/彼女のカードと明らかにコンピュータのカードを表示した後、ボタンを押すだけで賭け金を示している。最後の画面では、明示的に勝敗量を示しています。 </li></ol></li><li>被験者は、彼らは完全にゲームのルールを理解し、快適なレベルで実行されるまでゲームをプレイするために許可されています。 </li></ol> 3。術中 - 実験のセットアップ<ol><li>被験者が手術台上に配置されると、行動、データ収集と信号処理装置を含むリグは手術室に持ち込まれている。リグの位置は、手術室の設定に関連して考慮し、通常の作業の流れと不妊の問題を考慮しなければなりません。 </li><li>これらのリグの部品が組み立てられ、それぞれのレコーディングセッションのために分解されているとして、それはすべての機器の接続を確認することが重要です。各コンポーネントは、データ収集システムに接続されているしたがって、1つはデータの整合性を確認する必要があります。これらの手順は、重要な録音時にこれらの問題を解決することを防ぐために早期の手術で行われる必要があります。 <ol><li>最初に、取得と信号処理装置を起動する。買収のリグの入力に信号処理のリグの出力を接続してください。本研究の場合には、我々は手術中に被験者の脳に進出される3つのパラsagittally指向の電極に対応する三つの細胞外活動電位のチャネルを買収する。収集システムが信号を取得していることを確認する時にアンプの1つをオンにします。 </li><li>適切なアダプタを使用して、見やすい位置でORテーブルにモニターを固定します。 </li><li>入力デバイス（ジョイスティック、ボタンボックス、キーパッド、等）採用されている場合は、記録が得られる元となる脳の側に相対的な左右差に着目し、このデバイスを配置します。被験者の手を快適に入力デバイスを操作するために配置されていることを確認します。 sに麻酔科医を求めることを検討デバイスの正しい動作を保証する一方、パルス酸素代謝モニターをecure。このタスクでは、ボタンボックスを使用してください。 </li><li>行動システムを起動し、行動イベントマーカーを取得リグによって取得されていることを確認してください。 </li><li>行動のタスクを起動し、被験者がタスクのいくつかの臨床試験を再生することができます。この時間の間に、収集システムは、ボタンボックスの入力と行動のリグによって生成された行動のマーカーをキャプチャしていることを確認してください。 </li><li>すべての接続が機能している場合、行動課題と買収のリグを停止します。 </li></ol></li></ol> 4。視床下核の神経細胞の分離<ol><li>手術の目的は、慢性的なDBSは、STNのモーター領域に導く配置することです。この配置は、定位的イメージングとneuophysiological録音の組み合わせによって達成される。 </li><li>定位の計画と手術自体の詳細はもちろん、金融機関によって異なるでしょうが、一般的なプロセスは同様です。我々の施設で、コズマン-ロバーツ - ウェルズの定位フレームと基準ケージが適用され、頭部CTスキャンが得られる。フィデューシャルとCTは、以前に得られた体積脳神経ナビゲーションシステム上でMRI（;またはBrainLab VectorVision、Feldkirchenの、ドイツStealthStation、Medtronics、ミネアポリス、ミネソタ州）にマージされます。ターゲットの脳の領域の座標は（この場合はSTN）フレームベースの座標に変換されます。手術室では、患者は半リクライニングポジションで快適に位置づけ、および整形処理と標準的な外科的手法を用いて掛けている。左STNの座標は、患者の上に位置しているフレーム、中にプログラムされています。皮膚を切開し、収納されます。バリ穴が配置され、小さな硬膜開口部が作成されます。マイクロドライブに接続されたカニューレを所定の位置に持って来、カニューレの先端がターゲット上に25ミリメートルになるまで進めています。 </li><li>微小電極（FHC、ボードン、ME） - カニューレを脳内に進出されると、内部のスタイレットは、ハイインピーダンス（1メガオーム0.3）で削除と置き換えられます。信号処理のリグのプリアンプは、各電極に接続され、差動の基準チャネルは、外側のカニューレに接続されています。 </li><li>信号処理のリグではアンプの電源がオンになっていると細胞外信号が評価されている。さらに、各電極のインピーダンスは、脳にさらに進む前にチェックされます。 </li><li>脳内へ徐々に外科医は、進歩の電極を（0.05〜0.4ミリメートルのステップ）。電極は、STNに向かって計算されたターゲットから25mmを開始進めています。尾状核、視床、帯insertaを通して、そして最終的にはSTNに渡す電極のこの軌跡は結果。 </li><li>電極はSTNを入力したら、生理学、神経細胞の信号は、モータから応答があるかどうかを確立する手段として、患者の対側肢を操作します。外科医と実験者は電極の位置に問題がなければ、行動タスクを開始することができます。 </li></ol> 5。データ収集<ol><li>行動のタスクを開始する前に、それが微小電極の深さと単離ニューロン（s）のモーターの応答性を文書化することが重要です。 </li><li>被験者は、その後、タスクが開始されることが指示されます。ボタンボックスがまだ快適に配置し、モニター完全に表示されていることを確認してください。 </li><li>データ収集を開始し、行動タスクを開始する前に少なくとも1分間、ベースラインのアクティビティを取得する。 </li><li>被験者がタスクを実行するとして、それは、キャプチャされたデータを監視することが重要です。買収を中断させることで、タスクが停止し、問題が是正されるべきである。 </li><li>現在の研究では、被験者は各STNの深さを120試験を実行するように求められます。 </li><li>タスクは、STNの各深さのために複数回行うことができますが、これらの術中研究の期間（議論で詳細に説明）には制限があります。私たちは、患者の不快感や手術の過度の延長を防ぐために、30分に実験的な録音時間を制限する。また、被験者が行動のタスクを停止し、手術が再開されている場合には、いつでも、さらに録音を拒否する機会を持っています。 </li><li>調査が完了すると、データをバックアップし、その後の分析のためにアーカイブされます。 </li></ol> 6。データ解析<ol><li>最初に、神経の信号は市販のソフトウェアを使用して、個々のスパイクのタイムスタンプに区別されています。 </li><li>行動課題コードが解析され、神経活動のタイムスタンプは、Matlabのスクリプトコードを使用して整列されます。 </li></ol>代表的な結果： 図1は、前述の戦争のゲーム中に記録された単一のSTNニューロンから代表的な結果を示しています。トンオペアンプのパネルは、タスクの4つの行動の関連エポックを中心にラスタを表しています：前に、各トライアルの固定期間、対象者のカードの提示は、主題を示すボタンを押すと、賭け、そしてコンピュータのカードの提示です。下のパネルには、周囲の刺激時間のヒストグラム（PSTHs）（50ミリ秒のビン）ビンを表します。このニューロンは、対象のカードの提示に確実に応答しませんが、その発射は、ボタンプッシュの周りに大幅に増加します。コンピュータのカードは、ポイントの発火がベースラインレベルに減少する時、明らかにされるまで、この活動は続きます。 <img src="/files/ftp_upload/2156/2156fig1.jpg" alt="図1" /> 図1。代表的なSTNニューロン。ラスタ（上部パネル）と行動の関連エポックを中心に周囲の刺激時間のヒストグラム（PSTHs）は代表的な単一のSTNニューロンのために描かれています。このニューロンの発火は、対象の賭けを示すボタン押しの時間のまわり大幅に増加します。

<ol>
	<li>Benabid, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+(thalamotomy+and+stimulation)+stereotactic+surgery+of+the+VIM+thalamic+nucleus+for+bilateral+Parkinson+disease.">Combined (thalamotomy and stimulation) stereotactic surgery of the VIM thalamic nucleus for bilateral Parkinson disease.</a> Appl. Neurophysiol. 50 (1-6), 344-344 (1987).</li><li>Deuschl, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+randomized+trial+of+deep-brain+stimulation+for+Parkinson's+disease.">A randomized trial of deep-brain stimulation for Parkinson's disease.</a> N. Engl. J. Med. 355 (9), 896-896 (2006).</li><li>Gale, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+symphony+to+cacophony:+Pathophysiology+of+the+human+basal+ganglia+in+Parkinson+disease.">From symphony to cacophony: Pathophysiology of the human basal ganglia in Parkinson disease.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. , (2007).</li><li>Williams, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+anterior+cingulate+neurons+and+the+integration+of+monetary+reward+with+motor+responses.">Human anterior cingulate neurons and the integration of monetary reward with motor responses.</a> Nat. Neurosci. 7 (12), 1370-1370 (2004).</li><li>Zaghloul, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+substantia+nigra+neurons+encode+unexpected+financial+rewards.">Human substantia nigra neurons encode unexpected financial rewards.</a> Science. 323 (5920), 1496-1496 (2009).</li></ol>

利害の衝突は宣言されません。

脳深部刺激の手術は、人間の脳内の個々のニューロンの活動を調べるために貴重な機会を提供しています。この機会を現在までにさまざまな深い核の活動を特徴づける多数の記述研究を許可しています。最近では、術中のタスクが動作し、認知のさまざまな側面に対処するために、より巧妙化して。現在のプロトコルの意図は成功した術中行動タスクを実装するためのガイドを提供すること?...

*この項目は、同等の機器やソフトウェアでの代用できることを表します。 **は、その代替ナショナルインスツルメンツのコンポーネントが（を参照して使用することができます示します<a href="www.Monkeylogic.net">www.Monkeylogic.net</a>互換性のために）; ***を参照してください<a href="www.Monkeylogic.net">www.Monkeylogic.net</a>特定の必要なMatlabのtoolboxsのために。

intra-operative behavioral tasks in awake humans undergoing deep brain stimulation surgery

脳深部刺激（DBS）は、埋め込み電極を介して脳内の特定のターゲットへの慢性的な、高頻度電気刺激を指示する手術です。脳深部電気刺激は、最初Benabid らの治療法として実装されていました。1980年代後半に、彼は振戦1の治療のための視床中間腹側核を刺激するためにこのテクニックを使用した場合。現在のところ、プロシージャは、パーキンソン病、ジストニア、および本態性振戦などの疾患のために医学的管理に適切に応答しなかった患者を治療するために使用されます。パーキンソン病の治療のため、この手順の有効性はよく駆動、無作為化対照試験2で実証されている。現在、米国食品医薬品局（FDA）は、医学的に難治性の本態性振戦、パーキンソン病、およびジストニア患者に対する治療として、DBSを承認した。さらに、DBSは現在、強迫性障害、大うつ病性障害、および癲癇のような他の精神神経疾患の治療のために評価されている。 DBSは、唯一の生活の質を改善することにより、人々を助けることが示されていない、それはまた人間の脳を研究し、理解するためにユニークな機会を研究者に提供します。微小電極記録は日常的に解剖学的ターゲティングの精度を高めるためにDBSの手術中に実行されます。被験者が行動のタスクを実行している間、個々のニューロンの発火パターンは、したがって、記録することができます。焼成とバースト率、および周波数変調3を含む記述的な側面に焦点を当て、これらのデータを使用して初期の研究。最近の研究では、4,5神経活動との関係における行動の認知的側面 ​​に焦点を当てている。この記事では、行動のタスクを実行し、DBSケースの間に目を覚まし患者に神経データを記録するために使用される術中の方法の説明を提供します。電気生理学的データの取得プロセスの私達の博覧会は、現在のスコープと術中人体実験の限界を点灯します。

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Intra-Operative Behavioral Tasks in Awake Humans Undergoing Deep Brain Stimulation Surgery

脳深部刺激の手術は目を覚まし、人間の脳内の情報の符号化を検討するユニークな機会を提供しています。この記事では、同時にそのようなEMG、シングルユニット神経活動および/または局所電場電位などの生理学的データを取得しながら認知と行動のタスクを実行するために使用される術中の方法を説明します。

脳深部刺激術を受けた覚醒ヒトにおける術中行動作業

Deep brain stimulation (DBS) is a surgical procedure that directs chronic, high frequency electrical stimulation to specific targets in the brain through ...

intra-operative-behavioral-tasks-awake-humans-undergoing-deep-brain

Research

JoVE Journal

Medicine

12.9K ビュー.  Harvard Medical School. 脳深部刺激の手術は目を覚まし、人間の脳内の情報の符号化を検討するユニークな機会を提供しています。この記事では、同時にそのようなEMG、シングルユニット神経活動および/または局所電場電位などの生理学的データを取得しながら認知と行動のタスクを実行するために使用される術中の方法を説明します。

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Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As such, primary or &#39;neuronal-like&#39; cell culture systems are commonly utilized. While&#160;these systems are relatively easy to work with, and are useful model systems in which various functional outcomes (such as cell death) can be readily quantified, the examined outcomes and pathways in cultured immature neurons (such as excitotoxicity-mediated cell death pathways) are not necessarily the same as those observed in mature brain, or in intact tissue. Therefore, there is the need to develop models in which cellular mechanisms in mature neural tissue can be examined. We have developed an in vitro technique that can be used to investigate a variety of molecular pathways in intact nervous tissue. The technique described herein utilizes rat cortical tissue, but this technique can be adapted to use tissue from a variety of species (such as mouse, rabbit, guinea pig, and chicken) or brain regions (for example, hippocampus, striatum, etc.). Additionally, a variety of stimulations/treatments can be used (for example, excitotoxic, administration of inhibitors, etc.). In conclusion, the brain slice model described herein can be used to examine a variety of molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

We have developed a brain slice model which can be used to examine molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.&#160;This technique generates viable mature brain tissue and reduces animal numbers required for experimentation, whilst keeping the neuronal circuitry, cellular interactions, and postsynaptic compartments partly intact.

脳Microslicesの興奮毒性刺激<em&gt;インビトロ</em&gt;脳卒中のモデル

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

医学

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time according to fluctuating disease and medication state. In the present realization of adaptive DBS we record and stimulate from the DBS electrodes implanted in the subthalamic nucleus of patients with Parkinson&#39;s disease in the early post-operative period. Local field potentials are analogue filtered between 3 and 47 Hz before being passed to a data acquisition unit where they are digitally filtered again around the patient specific beta peak, rectified and smoothed to give an online reading of the beta amplitude. A threshold for beta amplitude is set heuristically, which, if crossed, passes a trigger signal to the stimulator. The stimulator then ramps up stimulation to a pre-determined clinically effective voltage over 250 msec and continues to stimulate until the beta amplitude again falls down below threshold. Stimulation continues in this manner with brief episodes of ramped DBS during periods of heightened beta power.
Clinical efficacy is assessed after a minimum period of stabilization (5 min) through the unblinded and blinded video assessment of motor function using a selection of scores from the Unified Parkinson&#39;s Rating Scale (UPDRS). Recent work has demonstrated a reduction in power consumption with aDBS as well as an improvement in clinical scores compared to conventional DBS. Chronic aDBS could now be trialed in Parkinsonism.

Controlling Parkinson&#039;s Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) is effective for Parkinson&#8217;s disease, improving symptoms and reducing power consumption compared to conventional deep brain stimulation (cDBS). In aDBS we track a local field potential biomarker (beta oscillatory amplitude) in real time and use this to control the timing of stimulation.

アダプティブ脳深部刺激とパーキンソン病の防除

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including Parkinson's and Huntington's can disrupt it. People with Parkinson's disease, for example, tend to have increased saccadic latencies. Consequently, the quantitative measurement of saccadic eye movements has received considerable attention as a potential biomarker for neurodegenerative conditions. A lot more can be learned about the brain in both health and disease by observing what happens to eye movements when the function of specific brain areas is perturbed. Deep brain stimulation is a surgical intervention used for the management of a range of neurological conditions including Parkinson's disease, in which stimulating electrodes are placed in specific brain areas including several sites in the basal ganglia. Eye movement measurements can then be made with the stimulator systems both off and on and the results compared. With suitable experimental design, this approach can be used to study the pathophysiology of the disease being treated, the mechanism by which DBS exerts it beneficial effects, and even aspects of normal neurophysiology.

This paper describes the use of quantitative measurement of eye movements in conjunction with stimulation of focal areas of the deep brain in order to study physiology, pathophysiology, and the mechanisms of deep brain stimulation.

正常および病的脳機能を研究するために脳深部刺激でSaccadometryを使用します

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations over time in the blood-oxygenation level dependent signal. rs-fcMRI has been applied extensively to identify abnormalities in brain connectivity in different neurologic and psychiatric diseases. However, the relationship among rs-fcMRI connectivity abnormalities, brain electrophysiology and disease state is unknown, in part because the causal significance of alterations in functional connectivity in disease pathophysiology has not been established. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that uses electromagnetic induction to noninvasively produce focal changes in cortical activity. When combined with electroencephalography (EEG), TMS can be used to assess the brain's response to external perturbations. Here we provide a protocol for combining rs-fcMRI, TMS and EEG to assess the physiologic significance of alterations in functional connectivity in patients with neuropsychiatric disease. We provide representative results from a previously published study in which rs-fcMRI was used to identify regions with abnormal connectivity in patients with epilepsy due to a malformation of cortical development, periventricular nodular heterotopia (PNH). Stimulation in patients with epilepsy resulted in abnormal TMS-evoked EEG activity relative to stimulation of the same sites in matched healthy control patients, with an abnormal increase in the late component of the TMS-evoked potential, consistent with cortical hyperexcitability. This abnormality was specific to regions with abnormal resting-state functional connectivity. Electrical source analysis in a subject with previously recorded seizures demonstrated that the origin of the abnormal TMS-evoked activity co-localized with the seizure-onset zone, suggesting the presence of an epileptogenic circuit. These results demonstrate how rs-fcMRI, TMS and EEG can be utilized together to identify and understand the physiological significance of abnormal brain connectivity in human diseases.

Resting-state functional-connectivity MRI has identified abnormalities in patients with a wide range of neuropsychiatric disorders, including epilepsy due to malformations of cortical development. Transcranial Magnetic Stimulation in combination with EEG can demonstrate that patients with epilepsy have cortical hyperexcitability in regions with abnormal connectivity.

マルチモーダルImaging-とてんかんの患者で接続関連の脳の興奮性を評価するの刺激に基づく方法

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

Symmetric Bihemispheric Postmortem Brain Cutting to Study Healthy and Pathological Brain Conditions in Humans

Neuropathologists, at times, feel intimidated by the amount of knowledge needed to generate definitive diagnoses for complex neuropsychiatric phenomena described in those patients for whom a brain autopsy has been requested. Although the advancements of biomedical sciences and neuroimaging have revolutionized the neuropsychiatric field, they have also generated the misleading idea that brain autopsies have only a confirmatory value. This false idea created a drastic reduction of autopsy rates and, consequently, a reduced possibility to perform more detailed and extensive neuropathological investigations, which are necessary to comprehend numerous normal and pathological aspects yet unknown of the human brain. The traditional inferential method of correlation between observed neuropsychiatric phenomena and corresponding localization/characterization of their possible neurohistological correlates continues to have an undeniable value. In the context of neuropsychiatric diseases, the traditional clinicopathological method is still the best possible methodology (and often the only available) to link unique neuropsychiatric features to their corresponding neuropathological substrates, since it relies specifically upon the direct physical assessment of brain tissues. The assessment of postmortem brains is based on brain cutting procedures that vary across different neuropathology centers. Brain cuttings are performed in a relatively extensive and systematic way based on the various clinical and academic contingencies present in each institution. A more anatomically inclusive and symmetric bi-hemispheric brain cutting methodology should at least be used for research purposes in human neuropathology to coherently investigate, in depth, normal and pathological conditions with the peculiarities of the human brain (i.e., hemispheric specialization and lateralization for specific functions). Such a method would provide a more comprehensive collection of neuropathologically well-characterized brains available for current and future biotechnological and neuroimaging techniques. We describe a symmetric bi-hemispheric brain cutting procedure for the investigation of hemispheric differences in human brain pathologies and for use with current as well as future biomolecular/neuroimaging techniques.

Organized brain cutting procedures are necessary to correlate specific neuropsychiatric phenomena with definitive neuropathologic diagnoses. Brain cuttings are performed differently based on various clinico-academic contingencies. This protocol describes a symmetric bihemispheric brain cutting procedure to investigate hemispheric differences in human brain pathologies and to maximize current and future biomolecular/neuroimaging techniques.

対称Bihemispheric死後脳人間に健康と病理学的脳条件を研究するためにカッティング

Neuropathologists, at times, feel intimidated by the amount of knowledge needed to generate definitive diagnoses for complex neuropsychiatric phenomena ...

Evaluating the Procedure for Performing Awake Cystometry in a Mouse Model

Awake filling cystometry has been used for a long time to evaluate bladder function in freely moving mice, however, the specific methods used, vary among laboratories. The goal of this study was to describe the microsurgical procedure used to implant an intravesical tube and the experimental technique for recording urinary bladder pressure in an awake, freely moving mouse. In addition, experimental data is presented to show how surgery, as well as tubing type and size, affect lower urinary tract function and recording sensitivity. The effect of tube diameter on pressure recording was assessed in both polyethylene and polyurethane tubing with different internal diameters. Subsequently, the best performing tube from both materials was surgically implanted into the dome of the urinary bladder of male C57BL/6 mice. Twelve-hour, overnight micturition frequency was recorded in healthy, intact animals and animals 2, 3, 5, and 7 days post-surgery. At harvest, bladders were assessed for signs of swelling using gross observation and were subsequently processed for pathological analysis. The greatest extent of bladder swelling was observed on day 2 and 3, which correlated with behavioral voiding data showing significantly impaired bladder function. By day 5, bladder histology and voiding frequency had normalized. Based on the literature and evidence provided by our studies, we propose the following steps for in vivo recording of intravesical pressure and voided volume in an awake mouse: 1) Perform the surgery using an operating microscope and microsurgical tools, 2) Use polyethylene-10 tubing to minimize movement artifacts, and 3) Perform cystometry on post-operative day 5, when bladder swelling resolves.

This study describes the surgical procedures and experimental techniques for performing awake cystometry in a freely moving mouse. In addition, it provides experimental evidence to support its optimization and standardization.

マウスモデルにおける覚醒時膀胱内圧測定の実施手順の評価

Awake filling cystometry has been used for a long time to evaluate bladder function in freely moving mice, however, the specific methods used, vary among ...

A Quantitative Sensory Testing Paradigm to Obtain Measures of Pain Processing in Patients Undergoing Breast Cancer Surgery

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and lower quality of life. Persistent postsurgical pain is relatively refractory to treatment hence generating a high need for preventive strategies and treatments. Therefore, the identification of patients at risk of developing persistent pain is an area of active ongoing research. Recently it was demonstrated that peri-operative disruptions in central pain processing may be able to predict persistent postsurgical pain at long term follow-up in breast cancer patients. The aim of the current report is to present a short protocol to obtain pain thresholds to different stimuli at multiple sites and a measure of endogenous analgesia in breast cancer patients. We have used this method successfully in a clinical context and detail some representative results from a clinical study.

Persistent postsurgical pain may be related to changes in pain processing. By assessing pain in response to standardized stimuli, changes in pain processing can be elucidated. We present methods to obtain pain thresholds to different stimuli and a measure of endogenous analgesia in patients undergoing breast cancer surgery.

乳がんの手術を受けている患者における痛みの処理の措置を取得する定量的感覚テスト パラダイム

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and ...

Spinal Cord Lateral Hemisection and Asymmetric Behavioral Assessments in Adult Rats

Incomplete spinal cord injury (SCI) often leads to impairments of sensorimotor functions and is clinically the most frequent type of SCI. Human Brown-S&#233;quard syndrome&#160;is a common type of incomplete SCI caused by a lesion to one half of the spinal cord which results in paralysis and loss of&#160;proprioception&#160;on the same (or ipsilesional) side as the injury, and loss of pain and temperature sensation on the opposite (or contralesional) side. Adequate methodologies for producing a spinal cord lateral hemisection (HX) and assessing neurological impairments are essential to establish a reliable animal model of Brown-S&#233;quard syndrome. Although lateral hemisection model plays a pivotal role in basic and translational research, standardized protocols for creating such a hemisection and assessing unilateralized function are lacking. The goal of this study is to describe step-by-step procedures to produce a rat spinal lateral HX at the 9th thoracic (T9) vertebral level. We, then, describe a combined behavior scale for HX (CBS-HX) that provides a simple and sensitive assessment of asymmetric neurological performance for unilateral SCI. The CBS-HX, ranging from 0 to 18, is composed of 4 individual assessments which include unilateral hindlimb stepping (UHS), coupling, contact placing, and grid walking. For CBS-HX, the ipsilateral and contralateral hindlimbs are assessed separately. We found that, after a T9 HX, the ipsilateral hindlimb showed impaired behavior function whereas the contralateral hindlimb showed substantial recovery. The CBS-HX effectively discriminated behavioral functions between ipsilateral and contralateral hindlimbs and detected temporal progression of recovery of the ipsilateral hindlimb. The CBS-HX components can be analyzed separately or in combination with other measures when needed. Although we only provided visual descriptions of the surgical procedures and behavioral assessments of a thoracic HX, the principle may be applied to other incomplete SCIs and at other levels of the injury.

Here we describe surgical procedures to produce a reliable spinal cord lateral hemisection (HX) at the 9th thoracic level in adult rats and neurobehavioral assessments designed for detecting asymmetric deficits after such a unilateral injury.

成人ラットにおける脊髄横片切と非対称行動評価

Incomplete spinal cord injury (SCI) often leads to impairments of sensorimotor functions and is clinically the most frequent type of SCI. Human ...

Intra-Operative Neural Monitoring of Thyroid Surgery in a Porcine Model

Intraoperative injury to the recurrent laryngeal nerve (RLN) can cause vocal cord paralysis, which interferes with speech and can potentially interfere with breathing. In recent years, intraoperative neural monitoring (IONM) has been widely adapted as an adjunct technique to localize the RLN, detect RLN injury, and predict vocal cord function during the operations. Many studies have also used animal models to investigate new applications of IONM technology and to develop reliable strategies for preventing intraoperative RLN injury. The aim of this article is to introduce a standard protocol for using a porcine model in IONM research. The article demonstrates the procedures for inducing general anesthesia, performing tracheal intubation, and experimental design to investigate the electrophysiological characteristics of RLN injuries. Applications of this protocol can improve overall efficacy in implementing the 3R principle (replacement, reduction and refinement) in porcine IONM studies.

This study aims to develop a standard protocol of intra-operative neural monitoring of thyroid surgery in a porcine model. Here, we present a protocol to demonstrate general anesthesia, to compare different types of electrodes, and to investigate the electrophysiological characteristics of the normal and injured recurrent laryngeal nerves.

ブタモデルにおける甲状腺手術の術中神経モニタリング

Intraoperative injury to the recurrent laryngeal nerve (RLN) can cause vocal cord paralysis, which interferes with speech and can potentially interfere ...

Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of brain stimulation presents several potential advantages compared to other techniques, as it is noninvasive, cost-effective, broadly deployable, and well-tolerated provided proper equipment and protocols are administered. Even though tDCS is apparently simple to perform, correct administration of the tDCS session, especially the electrode positioning and preparation, is vital for ensuring reproducibility and tolerability. The electrode positioning and preparation steps are traditionally also the most time consuming and error-prone. To address these challenges, modern tDCS techniques, using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes, reduce complexity and setup time while also ensuring that the electrodes are consistently placed as intended. These modern tDCS methods present advantages for research, clinic, and remote-supervised (at home) settings. This article provides a comprehensive step-by-step guide for administering a tDCS session using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes. This guide demonstrates tDCS using commonly applied montages intended for motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation. As described, selection of the head size and montage-specific headgear automates electrode positioning. Fully assembled pre-saturated snap-electrodes are simply affixed to the set position snap-connectors on the headgear. The modern tDCS method is shown to reduce setup time and reduce errors for both novice and expert operators. The methods outlined in this article can be adapted to different applications of tDCS as well as other forms of transcranial electrical stimulation (tES) such as transcranial alternating current stimulation (tACS) and transcranial random noise stimulation (tRNS). However, since tES is application specific, as appropriate, any methods recipe is customized to accommodate subject, indication, environment, and outcome specific features.

When administering transcranial direct current stimulation (tDCS), reproducible electrode preparation and placement are vital for a tolerated and effective session. The purpose of this article is to demonstrate updated modern setup procedures for the administration of tDCS and related transcranial electrical stimulation techniques, such as transcranial alternating current stimulation (tACS).

経頭蓋直流刺激を含む信頼性、容易、および許容経頭蓋電気刺激のための更新された技術

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of ...