Name: combined invasive subcortical and non-invasive surface neurophysiological recordings for the assessment of cognitive and emotional functions in humans
Uploaded: 2016-05-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans at JoVE

وأيد هذا العمل من قبل إيرانيت NEURON / BMBF ألمانيا (تيمون). وتغطي رسوم النشر عن طريق منحة من دوسلدورف مستشفى الجامعة. تم تعديل مهمة حامي جناح الجيش المستخدمة هنا عن النسخة مبرمجة في البداية من قبل البروفيسور جيم أفضل ومجموعته 47.

تمت الموافقة على إجراء DBS والتسجيلات الغازية من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى جامعة دوسلدورف، ألمانيا. 1. التجريبية بارادايم التصميم والموافقة المريض ملاحظة: قم بتصميم النموذج التجريبي أو تحد...

وعلى النقيض من تقنيات التسجيل الدماغ غير الغازية مثل فروة الرأس، EEG وMEG، يوفر الإطار تسجيل المقترحة مجتمعة الغازية وغير الغازية العصبي فرصة رائعة لاستخراج المعلومات من المناطق القشرية وتحت القشرية فيما يتعلق المهام المعرفية والعاطفي. وتنعكس هذه المعلومات من حيث نو?...

التسجيلات العصبية الغازية في البشر تعود إلى الدراسات الأصيلة التي تستهدف التسجيلات electrocorticographic من المناطق القشرية والمخيخ خلال جراحة الصرع والبحوث ورم 1. وثمة حدثا بالغ الأهمية في مزيد من تطوير إجراءات تسجيل تلك الدول في إدخال تقنية المجسم الذي يوفر الوصول الآمن والفعال لالبنى العميقة للدماغ الإنسان 2. وبصرف النظر عن العلاج السريري، والنهج الغازية الدماغ في البشر توفر فرصة فريدة من نوعها وليس لدراسة وظائف المخ فيما يتعلق أنماط النشاط سجلت عن طريق التضمين مؤثرات الخارجية، ولا سيما قضية التسجيلات الغازية البينية وبعد الجراحة في المرضى الذين يخضعون التحفيز العميق الدماغ (DBS ) إجراءات. وقد تناولت تطبيق وفائدة DBS في مختلف الأمراض العصبية والنفسية العصبية من مرض باركنسون (PD) لاضطراب الوسواس القهري (OCD) أو شروط مثل CHROاضطرابات شركة الاستثمارات الوطنية من الوعي (DOC). على وجه الخصوص، وقد تم تطبيق DBS في علاج مرض باركنسون 3،4،5، ورعاش أساسي 6 والابتدائي / المعمم قطعي خلل التوتر 7،8،9، هنتنغتون المرض 10،11، المقاوم للعلاج للاكتئاب 12،13، النيكوتين وإدمان الكحول 14 ومرض الزهايمر 15،16، توريت متلازمة 17 و اضطراب مزمن في وعيه (DOC) 18،19،20. في نطاق العصبية، DBS هو بعلامات م / العلاج المعتمدة لاضطراب الوسواس القهري (OCD) تستهدف الطرف الأمامي للكبسولة الداخلية (ALIC) وقيد الاستخدام استهداف بطني كبسولة / بطني المخطط / المذنبة بطني (VC / VS)، النواة المتكئة (بريدا) ونواة تحت المهاد (STN) 21. وفيما يتعلق DBS في الوسواس القهري 22، وتؤكد الدراسات الحديثة دور STN في آلية الاختيار القهريجي من خلال استخدام الذاكرة المستندة إلى النماذج 23،24،25. وقد أكد الجدير بالذكر، تعديل من نشاط المخ تحت تأثير النماذج مع دلالة المعرفية والعاطفية في DOC 26،27،28،29. وبالتالي، يتم تمييز DBS ليس فقط كعلاج المحتملين لDOC المزمن، ولكن أيضا كإجراء السريرية التي تفتح إمكانية دراسة تعديل النشاط تحت القشرية عن طريق تسجيل امكانات الحقل المحلية (LFP) من المناطق داخل ومرحلة ما بعد مهادي المركزية الجراحة. في DBS، ويستند زرع جراحة الأعصاب من الأقطاب الكهربائية على تقنية المجسم الذي يمثل بأمان لقيود تشريحية في الدماغ، في حين يتم تخصيص تحفيز المريض من خلال البينية المنطوق الاختبارات دفعة التحفيز. تسجيل LFP بعد العملية ممكن بعد زرع الأولي من أقطاب DBS وقبل استيعاب مولد دفعة. على وجه الخصوص، هذا البروتوكول هو كمبيترد على التسجيلات اللاحقة للعمليات الجراحية. في تركيبة مع LFPs، وقت واحد تسجيل نشاط الدماغ القشرية ويمكن تحقيق ذلك مثلا عن طريق كهربية غير الغازية (EEG) أو الدماغ المغناطيسي (MEG) 30،31. ويدعم هذه طريقتين غير الغازية بسبب قراره وقت ممتاز. في حين MEG أقل تأثرا من مجموعة الإمارات للبيئة عن طريق الآثار الجمجمة 32، EEG يبدو مفيدا لأنه أقل تأثرا من قبل القطع الأثرية التي تسببها يزرع المعدنية وحركات الرأس ويمكن استخدامه في المريض سرير جانب 33. قبل وقت واحد تسجيل من نشاط الدماغ القشرية تحت القشرية (LFP وEEG / MEG) ردا على نماذج العاطفية المعرفية التطبيقية، ويمكن إنشاء علاقات مختلفة بين التذبذبات الدماغ والسلوك على أساس اقتران وقت التردد يحلل 34. في المقابل، يمكن لهذه الأنماط يؤدي إلى المؤشرات الحيوية المحتملة المعرفي الفردي المريض والحالات العاطفية وسptimization من المعلمات العلاج النظر عن إعدادات فردية. الأهداف التالية بروتوكول الغازية وتسجيل العصبي غير الغازية في البشر لتقييم الوظائف المعرفية والعاطفية، وتحديدا على مستوى القشرية وتحت القشرية (EEG وLFPs). أولا، الخطوات تسجيل العصبية هو موضح في الفيديو، الذي يرافق هذا البروتوكول، تتوافق مع تسجيل مع مثال المريض مع اضطراب حركة الذي يقوم بإجراء ما يسمى مهمة حامي جناح الجيش (مثال 1). الثانية، وتناقش الخطوات في البروتوكول من خلال التركيز على منهجية التحليل وعينة النتائج المأخوذة من مثال DBS نشرت في DOC المزمن 26 (مثال 2). هذين المثالين تسلط الضوء على تطبيق البروتوكول المقترح إلى المرضى الذين عولجوا DBS مع اضطرابات مختلفة ومختلف النماذج التجريبية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >BrainAmp Amplifier</td>
			<td >Brain Products GmbH, Gilching Germany</td>
			<td ></td>
			<td >Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >BrainVision Recorder Software</td>
			<td >Brain Products GmbH, Gilching Germany</td>
			<td ></td>
			<td >1 License&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >BrainVision Analyzer Software&#160;</td>
			<td >Brain Products GmbH, Gilching Germany</td>
			<td></td>
			<td >1 License&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fiber Optic cables and USB connectors</td>
			<td >Brain Products GmbH, Gilching Germany</td>
			<td ></td>
			<td >These come with the above listed equipment</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Electrode Input box (64 channels)</td>
			<td >Brain Products GmbH, Gilching Germany</td>
			<td></td>
			<td >Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >EEG gel&#160;</td>
			<td >Natus Inc</td>
			<td></td>
			<td >Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Isopropyl alcohol</td>
			<td>Sch&#252;lke &#38; Mayr GmbH, Germany</td>
			<td></td>
			<td >Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Skin preparation gel</td>
			<td >Weaver and Co, USA</td>
			<td></td>
			<td >Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MATLAB&#160;&#160;</td>
			<td>Math-Works, Natick, Massachusetts, USA</td>
			<td></td>
			<td >1 License</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >FieldTrip toolbox</td>
			<td>http://www.fieldtriptoolbox.org/</td>
			<td></td>
			<td>Open Source</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >INOMED MER system&#160;</td>
			<td>INOMED Corp., Emmendingen, Germany</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Macroelectrodes (model 3387 quadripolar DBS lead)</td>
			<td>Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Sterile percutaneous extension wires (model 3550-05)&#160;</td>
			<td>Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Twist lock cable (model 3550-03)&#160;</td>
			<td>Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >custom made connectors to DIN 428092 touch proof connectors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vercise Lead kit DB -2201&#160;</td>
			<td>Boston Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Contact extenion kit NM-3138&#160;</td>
			<td>Boston Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >O.R. cabel &#38; extension SC-4100 A&#160;</td>
			<td>Boston Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >connector &#160; to touch proof&#160;</td>
			<td>Twente Medical Systems International B.V.</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CT scanner Modell PQ2000 (Postoperative CT scans)</td>
			<td>Philips Healthcare GmbH Hamburg</td>
			<td></td>
			<td>Quantity: 1</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Presentation Software (Flanker Task)</td>
			<td>Neurobehavioral systems Inc.</td>
			<td></td>
			<td>1 License&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MEG System</td>
			<td>Elekta Neuromag Inc</td>
			<td></td>
			<td>Alternatively</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >High-density EEG sensor net (128 or 256 channels)</td>
			<td>Electrical Geodesics Inc (EGI), USA</td>
			<td></td>
			<td>Alternatively</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combined invasive subcortical and non-invasive surface neurophysiological recordings for the assessment of cognitive and emotional functions in humans

وعلى الرغم من نجاح في تطبيق غير الغازية كهربية (EEG)، مغناطيسي، تصوير الدماغ (MEG) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لاستخراج معلومات مهمة حول آلية الدماغ البشري، لا تزال هذه الأساليب غير كافية لتوفير المعلومات حول الفسيولوجية العمليات التي تعكس الوظائف المعرفية والعاطفية على المستوى تحت القشرية. في هذا الصدد، والنهج السريرية الغازية الحديثة في البشر، مثل التحفيز العميق للدماغ (DBS)، توفر إمكانية هائلة لتسجيل نشاط الدماغ تحت القشرية، امكانات الحقل هما المحلية (LFPs) تمثل النشاط متماسك المجالس العصبية من العقد القاعدية المحلية أو المناطق مهادي . على الرغم من أن يتم تطبيق النهج الغازية في البشر إلا بعد إشارة الطبي وتتوافق البيانات وبالتالي سجلت في الدوائر الكهربائية في المخ تتغير معلومات قيمة يمكن الحصول عليها بشأن وجود وظائف الدماغ سليمة فيما يتعلق متذبذبة الدماغالنشاط والفيزيولوجيا المرضية لاضطرابات ردا على النماذج المعرفية التجريبية. وفي هذا الاتجاه، فإن عددا متزايدا من الدراسات DBS في المرضى الذين يعانون من مرض باركنسون (PD) تستهدف الوظائف الحركية فحسب، بل أيضا عمليات مستوى أعلى مثل العواطف، واتخاذ القرارات، والانتباه والذاكرة والإدراك الحسي. تؤكد التجارب السريرية الأخيرة أيضا دور DBS كعلاج بديل في الاضطرابات العصبية والنفسية التي تتراوح بين اضطراب الوسواس القهري (OCD) إلى الاضطرابات المزمنة للوعي (DOC). ونتيجة لذلك، ونحن نركز على استخدام (EEG) تسجيلات الدماغ البشري الغازية (LFP) وغير الغازية مجتمعة في تقييم دور هياكل القشرية تحت القشرية في النماذج التجريبية تجهيز الحوض المعرفية والعاطفية (مثل المحفزات الكلام مع دلالة عاطفية أو النماذج السيطرة الإدراكية مثل هذه المهمة حامي جناح الجيش)، للمرضى الذين يخضعون للعلاج DBS.

وبالنسبة لحالة DBS-DOC (مثال 2)، ونحن الآن تقديم بيانات عن التوطين المستهدفة لDBS زرع، وضعت الرسوم التخطيطية للأندية الكهربائي وEEG حتى والتسجيلات المثالية مجموعة الإمارات للبيئة وLFP النشاط (البيانات الخام)، وتحليل النتائج التمثيلية: <p class="jove_content" fo:keep-t...

Watch this Scientific Journal Video about Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans at JoVE

Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans (Video) | JoVE

The present protocol aims at assessing cognitive-emotional functions in the basal ganglia by simultaneous neurophysiological recording of local field potentials and non-invasive brain cortical activity (EEG). The procedure is exemplified by the use of paradigms involving speech stimuli with emotional connotation or the Flanker task involving cognitive control.

جنبا إلى جنب الغازية تحت القشرية وغير الغازية السطحية العصبية تسجيلات لتقييم المعرفية والعاطفية وظائف في البشر

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans

Simultaneous Scalp Electroencephalography (EEG), Electromyography (EMG), and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Simultaneous Scalp Electroencephalography EEG, Electromyography EMG, and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding (Video) | JoVE

تخطيط كهربية متزامنة فروة الرأس (EEG)، العضلات (EMG)، وكامل الجسم تسجيل بالقصور الذاتي القطاعي لمتعدد الوسائط العصبية فك

Recent  studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal  human walking. Part of this evidence  encompasses studies, ...

Assessment of Age-related Changes in Cognitive Functions Using EmoCogMeter, a Novel Tablet-computer Based Approach

Assessment of Age-related Changes in Cognitive Functions Using EmoCogMeter, a Novel Tablet-computer Based Approach (Video) | JoVE

تقييم التغييرات المرتبطة بالعمر في الوظائف المعرفية عن طريق EmoCogMeter، نهجا جديدا لوحي كمبيوتر مرتكز

The main goal of this study was to assess the usability of a tablet-computer-based application (EmoCogMeter) in investigating the effects of age on ...

Studying Food Reward and Motivation in Humans

Studying Food Reward and Motivation in Humans (Video) | JoVE

دراسة مكافأة للأغذية والدافع في البشر

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as ...

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children (Video) | JoVE

القشرية تحليل مصدر عالي الكثافة EEG تسجيلات في الأطفال

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and ...

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function (Video) | JoVE

غير الغازية الكهربائية تحفيز الدماغ التنسيقات لالتحوير من وظيفة موتور الإنسان

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

The Emotional Stroop Task: Assessing Cognitive Performance under Exposure to Emotional Content

The Emotional Stroop Task: Assessing Cognitive Performance under Exposure to Emotional Content (Video) | JoVE

وستروب العمل العاطفي: تقييم الأداء الإدراكي تحت التعرض إلى المحتوى العاطفي

The emotional Stroop effect (ESE) is the result of longer naming latencies to ink colors of emotion words than to ink colors of neutral words. The ...

Conscious and Non-conscious Representations of Emotional Faces in Asperger's Syndrome

Conscious and Non-conscious Representations of Emotional Faces in Asperger's Syndrome (Video) | JoVE

التمثيل واعية وغير واعية من وجوه العاطفية في متلازمة اسبرجر

Several neuroimaging studies have suggested that the low spatial frequency content in an emotional face mainly activates the amygdala, pulvinar, and ...

A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception

A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception (Video) | JoVE

أسلوب بسيط غير الغازية لضربة قاضية مؤقتة لوضع الجسم أطرافهم العليا

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage (Video) | JoVE

الآلي، التحليل السلوكي طويلة الأجل للوظائف المعرفية في عدة نماذج الوراثية لمرض الزهايمر، باستخدام إينتيليكاجي

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Investigating the Deployment of Visual Attention Before Accurate and Averaging Saccades via Eye Tracking and Assessment of Visual Sensitivity

Investigating the Deployment of Visual Attention Before Accurate and Averaging Saccades via Eye Tracking and Assessment of Visual Sensitivity (Video) | JoVE

التحقيق في نشر الانتباه البصري قبل ساككاديس دقيقة والمتوسط عن طريق العين تتبع وتقييم حساسية بصرية

This experimental protocol was designed to investigate whether visual attention is obligatorily deployed at the endpoint of saccades. To this end, we ...