1. 제목 채용 동의 <ol><li> 그 / 그녀가 내부 수술 연구 (기관 검토에 정의된 기준을 충족하는 경우 시상 하부 핵 (STN) 내화물 파킨슨 질환에 대한 깊은 뇌 자극 (DBS)에 대한 임상 평가 및 동의에 따라 각 환자의 정보를 결정하기 위해 검토 위원회)는 매사 추세츠 종합 병원에서 프로토콜을 승인했습니다. </li><li> 그것은 피사체가 연구 기준을 충족 결정하는 경우, 연구 그룹의 의사 회원 (가 아닌 운영 외과)은 연구에 참여 가능성을 논의하기 위해 환자를 접근한다. </li><li> 연구에 참여에 대한 동의서 그런 다음 검토 및 주제 설명합니다. 중요한 것은 연구의 설명이 연구에 참여 자발적이고 어떤 시점에서 그 / 그녀가 참여에서 철수하는 옵션을 가지고 강조합니다. 또한, 그것은 다음에 참여하거나 연구에 철회들의 토론이 의료 그 / 그녀가 받게 될 것입니다에 아무런 영향을 미치지 않습니다 것을 강조합니다. </li><li> 그것은 피사체가 이해하고 연구에 참여하는 동의 결정하는 경우, 그 / 그녀는 승인 정보를 동의를 표적과 연구에 등록됩니다. </li></ol> 2. 행동 교육 및 릭 설정 <ol><li> 파킨슨 질환에 대한 DBS 수술의 일환으로, 과목은 수술을하기 전에 어느 날 병원에 입원하고 있습니다. 따라서, 이것은 행동 작업에 대한 주제를 훈련 기회를 제공합니다. 그것이 &quot;학습 효과&quot;confounds을 (토론 참조) 제거, 피사체가 작업을 수행하기 위해 배우와 규칙을 편안하게 개발할 수있는 동안 기간을 제공하는 본 교육은 필수적입니다. </li><li> 휴대용 행동 장비는 수술을하기 전에 밤 주제의 병원 객실로 이동합니다. </li><li> 이 장비는 피사체가 내부 수술 연구의 하루에 수행하는 데 필요한 동일한 행동 과제를 갖추고 있습니다. <ol><li> 이 예제에서는 제목은 &quot;전쟁&quot;의 게임과 비슷한 카드 게임을하도록 요청합니다. 이 게임에서는, 주제는 자신의 카드가 컴퓨터의보다 높은 여부로 (중 20달러 또는 $ 5) 베팅해야합니다. 이 작업의 목적은 분석에 STN에의 연결을 인코딩에 대한 보상 및 위험의 역할입니다. 제목을 incentivize하기 위하여 그들은 그들이 그들의 승리 비율을 지급됩니다 그렇게 말했 있습니다. </li><li> 잠재적인 조합 (그리고 결과 confounds)을 줄이는 수단으로, 하나의 소송만이 짝수 카드 (예 : 2, 4, 6, 8, 스페이드 10) 사용됩니다. 따라서, 작업의 잠재력 결과와 기대는 쉽게 계산하고 분석할 수 있습니다. </li><li> 각 재판에서, 주제는 먼저 자신의 임의로 처리 카드, 미지의 컴퓨터의 카드 뒷면을 묘사한 화면을 봅니다. 화면은 다음 두 $ 5와 $ 20, 옵션을 내기 보여줍니다. 그 / 그녀의 카드의 상대적인 강도에 따라 피사체가 화면이 그 / 그녀의 카드와 공개 컴퓨터의 카드를 보여주 후 버튼을 눌러와 내기를 나타냅니다. 최종 화면이 명시적으로 는데요 금액을 묘사. </li></ol></li><li> 주제들은 완전히 게임의 규칙을 이해하고 편안한 수준에서 수행할 때까지 게임을 허용합니다. </li></ol> 3. 인트라 수술 - 실험 설정 <ol><li> 일단 제목이 수술 테이블에 위치하고 있으며, 행동​​, 데이터 수집 및 신호 처리 장비를 포함한 장비가 수술실로 데려입니다. 릭 위치는 고려 정상적인 작업 흐름과 수술실 설정에 관한 불임 문제를 고려합니다. </li><li> 이러한 rigs의 구성 요소가 조립하고 각 레코딩 세션에 대해 해체 있으므로, 그것은 모든 장비의 연결을 확인하는 것이 매우 중요합니다. 각 구성 요소가 데이터 수집 시스템에 연결되어로 따라서, 하나는 데이터의 무결성을 검사해야합니다. 이러한 절차는 중요 녹화 시간 동안 이러한 문제를 해결하는 데 방지하기 위해 조기 수술이 이루어져야합니다. <ol><li> 첫째, 인수 및 신호 처리 장비를 부팅하십시오. 수집 장비의 입력에 신호 처리 장비의 출력을 연결합니다. 본 연구의 경우, 우리는 수술하는 동안 대상의 두뇌에 고급 것입니다 세 파라 sagittally 중심 전극에 대응하는 세 엑스트라 세포 액션 잠재력 채널을 습득합니다. 수집 시스템은 신호를 인수하도록 한 번에 증폭기의 하나를 켭니다. </li><li> 적절한 어댑터를 사용하여 편안하게 볼 수있는 위치에 또는 테이블에 모니터를 고정합니다. </li><li> 입력 장치 (조이스틱 버튼 상자, 키패드 등) 고용 경우, 녹음이 얻을 수있는 두뇌의 측면에 상대적 laterality에주​​의를 기울이고,이 장치를 위치. 제목의 손을 편안하게 입력 장치를 작동 위치 있는지 확인하십시오. S로 마취를 요청해보십시오장치의 올바른 작동을 보장하기 위해 반면에 펄스 산소 모니터를 ecure. 이 작업에서 우리는 단추 상자를 사용합니다. </li><li> 행동 시스템을 부팅하고 행동 이벤트 마커가 수집 장비에 의해 캡처되고 있는지 확인합니다. </li><li> 행동 작업을 시작하고 피사체가 작업의 몇 가지 실험을 재생할 수 있습니다. 이 시간 동안 수집 시스템이 버튼을 상자에 입력하고 행동 장비에 의해 생성되는 행동 마커를 캡처되었는지 확인합니다. </li><li> 모든 연결이 작동하는 경우, 행동 작업 및 수집 장비를 중지합니다. </li></ol></li></ol> 4. 시상 하부 핵의 뉴런의 분리 <ol><li> 수술의 목적은 만성 DBS는 STN의 모터 지역으로 이어지는 곳으로하고 있습니다. 이 배치는 stereotactic 이미징 및 neuophysiological 녹음의 결합을 통해 이루어진다. </li><li> stereotactic 계획과 수술 자체의 내용은 물론 기관에 걸쳐 다양하지만 일반적인 과정은 비슷합니다. 우리 기관에서, 코스먼 - 로버츠 - 웰스 stereotactic 프레임과 fiducial 케이지가 적용 머리 CT 촬영이 얻어진다. fiducials와 중부 표준시는 이전에 얻은 체적 두뇌 신경 네비게이션 시스템에서 MRI (; 또는 BrainLab VectorVision, Feldkirchen, 독일 StealthStation, Medtronics, 미네 아 폴리스, MN)와 병합됩니다. 대상 뇌 영역의 좌표는 (이 경우에는 STN) 프레임 기반의 좌표로 변환됩니다. 수술실에서 환자는 반 reclined 위치에 편안하게 위치하고, 준비 및 표준 수술 기법을 사용 draped 있습니다. 왼쪽 STN의 좌표는 환자에 위치하는 프레임으로 프로그램입니다. 피부는 베인 및 철회합니다. 버 구멍이 배치하고, 작은 듀럴 자리가 만들어집니다. microdrive에 연결된 캐뉼러 위치로 데려와 캐뉼러의 끝 타겟 위 25mm까지 고급 있습니다. </li><li> 캐뉼러이 두뇌에 고급되면, 내부 stylets이 제거되고 높은 임피던스 (0.3-1 메가 옴)로 변경이됩니다 microelectrodes (FHC, 보든, ME). 신호 처리 장비의 사전 증폭기는 각 전극에 연결되고 차동 레퍼런스 채널 바깥 정맥에 연결되어 있습니다. </li><li> 신호 처리 장비에 앰프가 켜져 있으며 추가 - 세포 신호가 평가됩니다. 또한, 각 전극에 대한 임피던스는 두뇌에 더 발전하기 전에 검사합니다. </li><li> 두뇌에 천천히 의사는 진보 전극을 (0.05-0.4 mm 단계). 전극은 STN으로 계산 대상에서 25mm를 시작 고급 있습니다. 꼬리가있는 핵, 시상, 조나 inserta를 통해 마지막으로 STN에 통과 전극이 궤도가 발생합니다. </li><li> 전극은 STN를 입력하면, 생리학은의 연결 신호 응답 모터 여부를 설정하는 수단으로 환자의 contralateral 팔다리를 조작합니다. 외과 의사와 실험자이 전극 &#39;위치에 만족하는 경우, 행동 작업이 시작할 수 있습니다. </li></ol> 5. 데이터 수집 <ol><li> 행동 작업을 시작하기 전에, 그것은 microelectrodes의 깊이와 격리 신경 세포 (S)의 모터 응답을 문서화하는 것이 중요합니다. </li><li> 주제는 다음 작업이 시작됩니다 지시합니다. 버튼 상자가 여전히 편안하게 위치하고 모니터 완전히 볼 수있다는 것을 확인하십시오. </li><li> 데이터 수집을 시작하고 행동 작업을 시작하기 전에 적어도 1 분 기본 활동을 습득. </li><li> 피사체가 작업을 수행으로 그것은 캡처된 데이터를 모니터하는 것이 중요합니다. 인수의 중단과 함께, 작업을 중단하고 문제가 정류되어야합니다. </li><li> 현재 연구에서, 대상은 각 STN 깊이 120 재판을 수행하도록 요청합니다. </li><li> 작업은 STN의 각 깊이에 대해 여러 번 수행할 수 있지만 제한이 내부 수술 연구 (토론에서 추가 설명)의 기간에 있습니다. 우리는 환자의 불편과 수술의 부당한 연장을 방지하기 위해 30 분 실험 녹화 시간을 제한하고 있습니다. 또한, 주제는 행동 작업이 중지되고 수술 다시 시작되는 경우에는 언제든지 추가로 녹음을 거부할 수있는 기회가 있습니다. </li><li> 연구가 완료되면, 데이터가 백업된 이후 분석을 위해 보관됩니다. </li></ol> 6. 데이터 분석 <ol><li> 첫째,의 연결 신호는 상용 소프트웨어를 사용하여 개별 스파이크 타임 스탬프로 차별하고 있습니다. </li><li> 행동 작업 코드는 다음 해석되며,의 연결 활동 시간 기록은 Matlab의 스크립트 코드를 사용하여 정렬됩니다. </li></ol> 대표 결과 : 그림 1은 위에서 설명한 전쟁 게임 중에 기록된 하나의 STN 신경 세포의 대표 결과를 묘사. t조합 패널은 작업 네 개의 behaviorally 관련 epochs 중심 rasters를 묘사 : 전에 각각의 재판을 고정 기간, 대상의 카드의 프레 젠 테이션은 제목을 나타내는 버튼을 눌러 내기 및 컴퓨터의 카드의 프리젠 테이션. 하단 패널은 페리 - 자극 시간 histograms (PSTHs) (50 석사 용기) binned을 나타냅니다. 이 신경 세포는 주제의 카드를 제시 견고하게 응답하지 않지만, 그 해고는 버튼을 누르면 주변에 상당히 증가합니다. 컴퓨터의 카드가 포인트 발사는 기본 수준으로 감소되는, 발표 때까지이 활동은 지속. <img src="/files/ftp_upload/2156/2156fig1.jpg" alt="그림 1" /> 그림 1. 대표 STN 신경 세포. Rasters (상단 패널)와 페리 - 자극 시간 histograms (PSTHs)는 대표적인 단일 STN 신경 세포에 대한 그려져 아르 behaviorally 관련 epochs를 중심으로. 이 신경 세포의 해고는 피사체가 베팅의 표시 버튼을 누르면 당시 주위에 크게 증가한다.

<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>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

깊은 뇌 자극 수술은 인간의 두뇌에 개별 뉴런의 활동을 검토하는 귀중한 기회를 제공합니다. 이 기회를 날짜하려면 다른 깊은 핵의 활동을 특징 짓는 여러 가지 설명이 연구를 허용하고 있습니다. 최근 내부 수술 작업 행동과 인식의 다양한 측면을 해결하기 위해 점점 더 정교 해지고 있습니다. 현재 프로토콜의 목적은 성공적인 내부 수술 행동 작업 구현을위한 가이드를 제공하는 것입니다. 작?...

*이 상품 비교 장비 또는 소프트웨어에 의해 대체할 수 있다고 나타냅니다; ** 그 대신 국가 인스 트루먼 트의 구성 요소 (참조 사용할 수 있습니다 나타냅니다 <a href="www.Monkeylogic.net">www.Monkeylogic.net</a> 호환성을 위해); *** 참조 <a href="www.Monkeylogic.net">www.Monkeylogic.net</a> 특정 요구 Matlab의 toolboxs하십시오.

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

깊은 뇌 자극 (DBS)은 이식 전극을 통해 두뇌의 특정 목표에 만성, 고주파 전기 자극을 이끌고 수술입니다. 깊은 두뇌 자극 처음 Benabid 외 의해 치료 양상으로 구현되었습니다. 1980 년대 말에, 그가 진동 1의 치료에 대한 시상의 복부 중간 핵을 자극하기 위해이 기술을 사용할 때. 현재 프로 시저 같은 파킨슨병, dystonia, 그리고 필수적인 떨림과 같은 질병에 대한 의료 관리에 적절하게 대응하지 못할 환자를 치료하는 데 사용됩니다. 파킨슨병의 치료에 대해이 절차의 효능은 잘 구동, 무작위 통제 실험 2에서 증명되었습니다. 현재, 미국 식품 의약청 의학 내화물 필수 떨림, 파킨슨병, 그리고 dystonia 환자에 대한 치료로 DBS을 승인했습니다. 또한, DBS는 현재와 같은 강박 장애, 주요 우울증 장애 및 간질과 같은 다른 정신 및 신경 장애의 치료를위한 평가되고 있습니다. DBS은 삶의 질을 개선하여 사람들을 돕기 위해 표시되지 않은, 그것은 또한 인간의 두뇌를 연구하고 이해하는 독특한 기회 연구자를 제공합니다. Microelectrode 레코딩은 일상적으로 해부 학적 타겟팅의 정밀도를 향상시키기 위해 DBS 수술하는 동안 수행됩니다. 피사체가 행동 작업을 수행하는 동안 개별 뉴런의 발사 패턴 따라서 기록하실 수 있습니다. 설명 해고 버스트 속도를 포함한 부분, 그리고 주파수 변조 3 초점을 맞춘 이러한 데이터를 사용하여 초기 연구. 최근 연구는 4,5의 연결 활동과 관련하여 행동의 인지적 측면에 초점을 맞추고있다. 이 문서는 행동 작업을 수행하고 DBS 케이스 기간 동안 깨어있는 환자의 연결 데이터를 기록하는 데 사용되는 내부 수술 방법에 대한 설명을 제공합니다. electrophysiological 데이터를 수집하는 과정 우리의 박람회는 현재 범위와 내부 수술 인간 실험의 한계를 밝게합니다.

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

깊은 뇌 자극 수술은 깨어있는 인간의 두뇌에 정보를 인코딩을 검사하는 독특한 기회를 제공합니다. 이 문서는 동시에 같은 EMG, 단일 유닛의 연결 활동 및 / 또는 지역 필드 잠재력으로 생리 데이터를 수집하면서인지 및 행동 작업을 수행하는 데 사용되는 내부 수술 방법을 설명합니다.

딥 뇌 자극 수술을받은 깨어 인간 내부 수술 행동 작업

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

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Research

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Medicine

12.9K 조회수.  Harvard Medical School. 깊은 뇌 자극 수술은 깨어있는 인간의 두뇌에 정보를 인코딩을 검사하는 독특한 기회를 제공합니다. 이 문서는 동시에 같은 EMG, 단일 유닛의 연결 활동 및 / 또는 지역 필드 잠재력으로 생리 데이터를 수집하면서인지 및 행동 작업을 수행하는 데 사용되는 내부 수술 방법을 설명합니다.

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

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.

같은 뇌 Microslices의 흥분 독성 자극<em&gt; 체외</em&gt; 스트로크의 모델

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

연구

의학

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.

적응 깊은 뇌 자극으로 파킨슨 병을 제어

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.

깊은 뇌 자극과 Saccadometry를 사용하여 정상 및 병적 뇌 기능을 연구하는

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.

간질 환자의 뇌 흥분을 연결 관련 평가하는 멀티 모달 Imaging- 및 자극 기반 방법

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.

인간의 건강과 병리학 적 뇌 조건을 연구에 절단 대칭 Bihemispheric 사후 뇌

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.

마우스 모델에서 깨어나는 방광 측정을 수행하기위한 절차 평가

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.

유 방 암 수술을 받은 환자에서 처리 하는 고통의 측정을 얻기 위해 양적 감각 테스트 패러다임

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.

성인 쥐의 척수 측삭 절제술 및 비대칭 행동 평가

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.

돼지 모델에서 갑 상선 수술의 내부 작용 신경 모니터링

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).

경두개 직접 전류 자극을 포함한 신뢰할 수 있고 쉬우며 용인된 경두개 전기 자극을 위한 기술 업데이트

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