Intra-operatórias tarefas comportamentais em humanos Awake Submetidas à Cirurgia de Estimulação Profunda do Cérebro
Summary
Cirurgia de estimulação profunda do cérebro oferece uma oportunidade única para examinar codificação de informações no cérebro humano acordado. Este artigo irá descrever intra-operatória métodos usados para realizar tarefas cognitivas e comportamentais, enquanto, simultaneamente, a aquisição de dados fisiológicos, tais como EMG, unidade única atividade neuronal e / ou potenciais de campo locais.
Abstract
Estimulação cerebral profunda (DBS) é um procedimento cirúrgico que direciona crônica, a estimulação elétrica de alta freqüência a alvos específicos no cérebro através de eletrodos implantados. Estimulação cerebral profunda foi implementado pela primeira vez como uma modalidade terapêutica por Benabid et al. No final de 1980, quando ele usou esta técnica para estimular o núcleo ventral intermediário do tálamo para o tratamento do tremor 1. Atualmente, o procedimento é usado para tratar pacientes que não respondem adequadamente ao tratamento médico para doenças como Parkinson, distonia e tremor essencial. A eficácia desse procedimento para o tratamento da doença de Parkinson foi demonstrada em bem-alimentado, ensaios clínicos randomizados 2. Atualmente, os EUA Food and Drug Administration aprovou DBS como um tratamento para pacientes com tremor essencial refratária, doença de Parkinson, e distonia. Além disso, DBS está atualmente sendo avaliado para o tratamento de outros transtornos psiquiátricos e neurológicos, como transtorno obsessivo compulsivo, transtorno depressivo maior, e epilepsia.
DBS não só foi mostrado para ajudar as pessoas, melhorando sua qualidade de vida, ela também fornece aos pesquisadores a oportunidade única de estudar e compreender o cérebro humano. Gravações de microeletrodos são rotineiramente realizados durante a cirurgia DBS, a fim de melhorar a precisão da segmentação anatômica. Padrões de disparo dos neurônios individuais podem, portanto, ser registrado enquanto a pessoa executa uma tarefa comportamental. Os primeiros estudos utilizando esses dados focada em aspectos descritivos, incluindo as taxas de queima e explosão, e modulação de frequência 3. Estudos mais recentes têm-se centrado em aspectos cognitivos do comportamento em relação à atividade neuronal 4,5. Este artigo irá fornecer uma descrição dos métodos intra-operatória usado para executar tarefas comportamentais e registrar dados neuronal com os pacientes acordados durante casos DBS. Nossa exposição do processo de aquisição de dados eletrofisiológicos vai iluminar o escopo atual e as limitações do intra-operatório experiências humanas.
Protocol
Discussion
Cirurgia estimulação profunda do cérebro oferece uma oportunidade valiosa para examinar a atividade de neurônios individuais no cérebro humano. Até à data esta oportunidade permitiu numerosos estudos descritivos que caracterizam as atividades dos núcleos profundos diferentes. Mais recentemente, intra-operatório tarefas se tornaram mais sofisticados a fim de abordar vários aspectos do comportamento e cognição. A intenção do actual protocolo é fornecer um guia para a implementação bem sucedida intra-opera…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Behavioral Rig | ||||
| PC with dual Video Out | Dell Computers* | Optiplex 745 | ||
| Digital Boards | National Instruments** | PCI-6229 | ||
| Connector Board | National Instruments** | BNC-2090a | ||
| Software | The MathWorks | Matlab 2007b*** | ||
| Behavioral Software | Eskandar Lab | www.Monkeylogic.net | ||
| Acquisition Rig | ||||
| PC | Dell Computers * | Optiplex 745 | ||
| Digital Boards | Cambridge Electronic Designs* | Power 1401 | ||
| Software | Cambridge Electronic Designs* | Spike2 | ||
| Signal Processing | Alpha-Omega Engineering* | Micro-Guide Pro | ||
| Analysis | ||||
| Neuonal Signal post-processing | Plexon * | Offline Sorter | ||
| Software | The MathWorks * | Matlab 2007b | ||
| Button Box | Refer to ‘Button Assembly’ |
*Denotes that this items can be substitute for by comparable equipment or software;
** Denotes that substitute National Instruments components can be used (refer to www.Monkeylogic.net for compatibility);
*** Refer to www.Monkeylogic.net for specific required Matlab toolboxs.
Riferimenti
- Benabid, A. L. Combined (thalamotomy and stimulation) stereotactic surgery of the VIM thalamic nucleus for bilateral Parkinson disease. Appl. Neurophysiol. 50 (1-6), 344-344 (1987).
- Deuschl, G. A randomized trial of deep-brain stimulation for Parkinson’s disease. N. Engl. J. Med. 355 (9), 896-896 (2006).
- Gale, J. T. From symphony to cacophony: Pathophysiology of the human basal ganglia in Parkinson disease. Neurosci. Biobehav. Rev. , (2007).
- Williams, Z. M. Human anterior cingulate neurons and the integration of monetary reward with motor responses. Nat. Neurosci. 7 (12), 1370-1370 (2004).
- Zaghloul, K. A. Human substantia nigra neurons encode unexpected financial rewards. Science. 323 (5920), 1496-1496 (2009).
