Name: investigating the function of deep cortical and subcortical structures using stereotactic electroencephalography: lessons from the anterior cingulate cortex
Uploaded: 2015-04-15T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex a

The authors have no acknowledgements or financial disclosures.

Убедитесь, что каждый пациент рассматривается на предмет пригодности для научного исследования, и соответствующие пациенты должны быть согласие на участие в исследовании в соответствии с местными IRB процедур. 1. Отбор пациентов для Зег и исследований <ol><li> Отбор пациен...

In this paper SEEG was used to investigate the activity of local neuronal populations within the dACC during a decision-making task in humans. Previous work has investigated the activity of individual neurons in the dACC using intraoperative microelectode recordings 14 and demonstrated that dACC activity is modulated by previous activity. Microelectrode studies enable the investigation of the spiking activity of individual neurons. SEEG measures LFPs, which are related to the summated synaptic potentials acros...

Эпилепсия, общая неврологическое расстройство характеризуется множественными повторяющиеся припадки с течением времени, приходится 1% мирового бремени болезней 1. Противоэпилептические лекарства не управлять приступами в 20 - 30% пациентов 2,3. В этих медицинской неразрешимыми пациентов, эпилепсия хирургия часто указано 4,5. Решение о проведении операции требуется размещения фокус захват, что является предпосылкой для формулирования хирургического плана. Первоначально неинвазивные методы используются для lateralize и локализовать фокус захват. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ), например, меры электрической активности коры головного мозга записывается с электродами, расположенными на волосистой части головы, и часто может предоставить достаточную информацию о местоположении фокуса захват. Кроме того, магнитно-резонансная томография (МРТ) может продемонстрировать дискретных поражений, таких как гиппокампа склероз, классической патологии видели в самом общем виде медицинской резистентной эпилепсией, медиальной тemporal эпилепсия (MTLE). Часто, однако, неинвазивный проработка не в состоянии определить фокус захват. В этих случаях, инвазивные Электрокортикография (ECOG) при внутримозговых электродов требуется, чтобы локализовать фокус и направлять дальнейшее хирургическое лечение 6. ECOG является нейрофизиологические метод, используемый для измерения электрической активности с помощью электродов, размещенных в непосредственном контакте с мозгом. Сетки или полосы поверхности (субдуральные) электроды расположены на поверхности мозга, процесс, который требует трепанацию черепа (удаление костного лоскута) и большое отверстие в твердой мозговой оболочки. Эти поверхностные электроды могут быть размещены над предполагаемой области (ов) захват начала. Дистальные концы электродов тоннельный через небольшие отверстия в коже и соединен с записывающим оборудованием в блоке контроля эпилепсии (ЭВС). В ЕВС, пациент мониторинг клинического судорожной активности посредством непрерывного видео и ЭГ записей. Этот метод яс полезна для сбора долгосрочных (дней до нескольких недель) записи иктальных и интериктальных электрических разрядов на относительно больших площадях поверхности коры. Хотя эти внутричерепные записи бесценны клинически для исследования очага припадка и распространение, они также предоставляют нам возможность изучить когнитивные функции и нейрофизиологии у людей, перенесших специально разработанные поведенческие задачи. ЭГ с помощью субдуральной электроды сетка была использована для исследования различных аспектов корковой функции, включая сенсорную и языковой обработки. В качестве одного из многих примеров, Бушар и др продемонстрировали временной координации устной мускулатуры в формировании слогов для разговорного языка в брюшной сенсомоторной коры, области, идентифицированной как человеческая речь сенсомоторной коры 7. Кроме того, ЭГ с субдуральной размещения сетки также были использованы для изучения механизмов, с помощью которых люди способны Attend к конкретному голосу толпы: так называемой «Cocktail Party эффект&quot; 8,9. ЭГ записи показали, что существуют две различные нейронные группы, которые динамически отслеживать речи потоки, колебания и низкий фазовый и высокочастотные гамма-амплитудные, и что существуют различные сайты обработки - один &quot;модуляция&quot; веб-сайтов, отслеживает как громкоговорители и один «отбор» сайт, который отслеживает участие говорящего 5. Еще одной новой применение ЭГ с субдуральной размещения электродного потенциала для использования с мозгом компьютерных интерфейсов (BCIS), который &quot;декодировать&quot; активность нейронов, для того чтобы управлять внешним выходом. Эта технология имеет потенциал позволяет пациентам с тяжелой мозга или травмы спинного мозга, чтобы общаться с миром и управлять протезами 10,11. В то время как субдуральная размещение сетки внес значительный вклад в наше понимание суперПоверхностные области коры и полезно для идентификации корковых эпилептогенных очаги, этот метод действительно требует трепанацию черепа и сопутствующие риски, и, как правило, ограничивается изучением внешней поверхности мозга. Стереотаксическая электроэнцефалография (Зег) является метод, который позволяет производить оценку глубокой эпилептогенной очагов 12. С длинной историей использования во Франции и Италии, он также все чаще используется в США 13. Зег включает в себя размещение множества электродов (как правило, 10 - 16) глубоко внутри вещества мозга через небольшие (несколько миллиметров) Сверло заусенцев отверстия. Преимущества Зег более субдуральной размещения сетки включают его менее инвазивный характер, легкость изучения двусторонних полушария, когда требуется, и способность генерировать трехмерные карты распространения приступов. Кроме того, эти электроды позволяют идентифицировать глубокой эпилептогенной очагов, которые ранее были трудно идентифицировать себя с поверхностными электродами. Эта процедура также ProvidES возможность исследовать нейрофизиологии и функции глубоких корковых структур, таких как лимбической системы, mesoparietal коры, в mesotemporal коры, и орбитофронтальную коры, все из которых были ранее трудно непосредственно исследовать человека. Этот документ показывает, как Зег могут быть использованы для исследования когнитивных функций в дорсальной передней части поясной извилины (DACC). DACC широко исследовали область мозга, но он также является одним из наиболее мало изучен. Считается важном регионе для человеческого познания, вполне вероятно, что DACC занимает центральное место в динамической нейронной обработки решений в контексте постоянно меняющихся требований, предъявляемых средой 14. Исследования, проведенные в обеих приматов 15,16 и людей 17 показывают, что DACC объединяет потенциальные риски и выгоды, связанные с данным действием, особенно в ситуациях множественного одновременного противоречивые требования 18-21 и Мodulates эти решения в контексте предыдущих действий и их результатов 14,22,23. Multi-Source помех задачи (МСИТ), Stroop, как поведенческая задача, часто используется для исследования обработки конфликтов в DACC. Задача МСИТ активизирует DACC путем привлечения нейронов, участвующих в нескольких доменах обработки регулируемых DACC 24,25. Эта задача специально активирует DACC путем тестирования возможности принятия решений, выявление целевой, обнаружения новизны, обнаружения ошибок, выбор ответа, и конкуренции стимул / ответ. Кроме того, задача МСИТ вводит многочисленные аспекты когнитивной интерференции, которые используют в данном исследовании для изучения DACC нейронных ответов одновременные противоречивые стимулы с использованием Зег.

<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

Стереотаксическая электроэнцефалография (Зег) является метод, используемый для локализации эпилептического фокуса у пациентов с медицинской точки резистентной эпилепсией. Эта процедура включает в себя хронический размещение множества электродов глубины в областях головного мозга, как правило, с помощью недоступного субдуральной размещения сетки электрода. Таким образом, Зег предоставляет уникальную возможность исследовать функцию мозга. В этой статье мы покажем, как Зег могут быть использованы для изучения роли спинной передней поясной коры (DACC) в когнитивный контроль. Мы включать в себя описание процедуры Зег, демонстрируя хирургическое размещение электродов. Мы описываем компоненты и процесс, необходимый для записи потенциальную локальное поле данных (LFP) с согласия субъектов, когда они участвуют в поведенческой задачи. В приведенном примере, предметы играют познавательной задачи помех, и показано, как сигналы записываются и анализируются с электродами в спинной передней поясной коры, области интималенно участвовать в процессе принятия решений. В заключение дальнейших предложений способов, в которых этот метод может быть использован для исследования когнитивных процессов человека.

После того, как пациент выбран для размещения Зег электрода, он / она претерпевает объемное T2 и T1 контраст МРТ. Зег электродов траектории, то планируется с помощью стереотаксической навигации объемных последовательностей МРТ (рис 1). Этот метод позволяет для сбора локальных пот...

Watch this Scientific Journal Video about Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex a

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

Стереотаксическая электроэнцефалография (Зег) является оперативная техника, используемая в хирургии эпилепсии, чтобы помочь локализовать эпилептического фокуса. Она также предоставляет уникальную возможность исследовать функцию мозга. Здесь мы опишем, как Зег может быть использован для исследования когнитивных процессов у человека.

Исследование функции Deep корковых и подкорковых структур с использованием Стереотаксическая Электроэнцефалография: Уроки от коры передней части поясной извилины

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

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

Исследование социального познания у младенцев и взрослых Использование Плотные Электроэнцефалография Array ( Г ЭЭГ)

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

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

Одновременное электроэнцефалография, в режиме реального времени измерения концентрации лактата и Optogenetic Манипуляция активности нейронов в коры головного мозга грызунов

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

Juxtasomal Biocytin Маркировка для изучения структуры-функции и отношение отдельных корковых нейронов

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

Анализ изменений экспрессии генов в гиппокампе крыс после глубокого мозга стимуляции передней ядра таламуса

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

Визуализация Серотонинергической волокон в спинном мозге мышей Использование Четкость / КУБИЧЕСКИЙ Техника

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

Live Imaging of Primary Cerebral Cortex Cells Using a 2D Culture System

Живой изображений клеток первичной коры головного мозга, с использованием системы 2D культуры

During cerebral cortex development, progenitor cells undergo several rounds of symmetric and asymmetric cell divisions to generate new progenitors or ...

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

Изучение космоса - раскрытие Анатомия перивентрикулярной структур раскрыть боковые желудочки головного мозга человека

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

Одновременной записи корковых местных потенциалов поля, электрокардиограмма, электромиограммы и дыхательный ритм от свободно движущихся крыса

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

Комбинированные транскраниальной магнитной стимуляции и электроэнцефалография Дорсолатеральное префронтальной коры

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

Хронический имплантации целом корковых Electrocorticographic массива в общей игрунка

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