Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

باستخدام Saccadometry مع ديب تحفيز الدماغ لدراسة العادية والمرضية وظيفة الدماغ

Published: July 14, 2016 doi: 10.3791/53640

Introduction

في السنوات الأخيرة كان هناك اهتمام متزايد في استخدام قياسات أوقات رد الفعل كوسيلة الكمية وغير الغازية من الحصول على معلومات حول آليات مستوى عال من صنع القرار 1 العصبي. نوع واحد من وقت رد الفعل التي تمت دراستها على نطاق واسع هو الوقت الذي يستغرقه لبدء حركة العين على عرض الحوافز البصري، والمعروفة باسم الكمون رمشي. Saccades هي حركات العين السريعة التي تحدث عندما ننتقل بسرعة انظارنا من مكان إلى آخر. وهي النوع الأكثر شيوعا من حركات العين التي نتخذها، التي تحدث على تردد عادة اثنين أو ثلاثة في الثانية الواحدة. كل حركة العين هو في الواقع قرار للنظر في جديلة واحدة في العالم المرئي بدلا من 2 آخر.

وقد تم دراسة المسارات العصبية السيطرة على حركات العين على نطاق واسع، وإلى حد ما موثقة جيدا 3. استخدام المعدات الإلكترونية الحساسة، ويمكن جوانب وظيفة المحرك للعين يكون بدقة وبموضوعيهكميا ذ. هذا يسهل دراسة تفصيلية لحركات العين نفسها ولكن أيضا يسمح لهم لاستخدامها كأداة لتحقيق المناطق الأخرى من علم وظائف الأعصاب والفسيولوجيا المرضية.

قياس حركة العين يمكن أن توفر معلومات مفيدة حول الحالات المرضية. في الآونة الأخيرة، على سبيل المثال، تلقى حركات العين رمشي نفس القدر من الاهتمام المؤشرات الحيوية المحتملة في الاضطرابات العصبية بما في ذلك الأمراض هنتنغتون 4،5 و 6،7 باركنسون، وثبت أيضا أن زمن رد الفعل رمشي تميل إلى أن تكون أبطأ من المعتاد في مثل هذه الظروف. وتشمل الاستخدامات المحتملة لقياس رمشي المساعدات للتشخيص وتتبع المرض. وتتراوح مهام رمشي من prosaccade بسيطة (النظر في أسرع وقت ممكن نحو التحفيز البصري التي تظهر فجأة إلى اليسار أو اليمين) إلى مهام أكثر تعقيدا مثل antisaccade (أبحث في أسرع وقت ممكن إلى الجانب المعاكس لحافز البصرية) أو في الذاكرة حركة العين المصحوبة بمرشدين (أبحثنحو موقع تذكرت من الهدف الذي لم يعد هناك).

تحفيز الدماغ العميق هو علاج فعال للعديد من الحالات العصبية. هو الأكثر شيوعا لعلاج الأعراض الحركية لمرض الشلل الرعاش بما في ذلك الزلزال، وصلابة، بطء الحركة، وخلل الحركة. كما انها تستخدم لاضطرابات الحركة الأخرى بما في ذلك خلل التوتر ورعاش، وأقل شيوعا لآلام الأعصاب، والصرع، والحالات النفسية مثل الوسواس القهري. ذلك هو الإعداد الوحيد الذي العلماء من الحصول الكهربائي المباشر إلى البنى العميقة من الدماغ البشري في الجسم الحي، وبالتالي يوفر فرصة ثمينة لعلم الأعصاب التجريبي. مجموعة متنوعة من الأهداف وحفز تبعا للحالة التي تتم معالجتها، بما في ذلك عدة مواقع في العقد القاعدية، وكثير منها تشارك في مسارات المحرك للعين. وهذا يعني أن مجموعة واسعة من الدراسات يمكن أن تتم باستخدام نظام DBS لتقديم التحفيزإلى موقع دماغية معينة وجهاز تتبع العين لتسجيل وتحليل آثاره. اعتمادا على النموذج التجريبي، قد تسفر عن مثل هذه الدراسات معلومات عن علم وظائف الأعضاء في المنطقة التي حفزت، وآثار هذا المرض، أو الآلية التي تعمل DBS في ذلك وضع معين. توضح هذه المقالة النهج العام لرمشي اختبار حركة العين في المرضى الذين يعانون ديب تحفيز الدماغ.

تتوفر العديد من أنواع مختلفة من المعدات تتبع العين. للبحث الموصوفة في هذا البروتوكول تم استخدام saccadometer المحمولة لتسجيل حركات العين رمشي الأفقية. saccadometers المحمولة لديها ميزة لا تتطلب ضبط النفس الرأس (انظر الشكل 1)، وهو ما يعني أن الجلسات أكثر راحة للمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون، وخاصة لأولئك الذين يعانون من خلل الحركة الشديدة. وsaccadometer المستخدمة هنا هي خفيفة الوزن وحوالي 5 سم و 10 سم. في قنينة saccadometerالحركات الدقة العين عن طريق استخدام الأشعة تحت الحمراء تخطيط حركات العين المباشر: مصدر الأشعة تحت الحمراء وأجهزة الاستشعار وضعه أمام سطي ضوء استخدام لحاظ المنعكس من القرنية إلى تحديد موقف التناوب من مقلة العين على فترات ميلي ثانية واحدة. من أجل الحصول على بيانات ذات نوعية جيدة للتحليل يجب أخذ عينات من saccadometer بمعدل لا يقل عن 1 كيلو هرتز مع قرار 12 بت على الأقل. في saccadometer المستخدمة هنا كانت المثيرات البصرية ثلاثة الحمراء 13 قرص م -2 بقع الضوء التي تنتجها بني في الليزر منخفض الطاقة، كل بقعة subtending بعض 0.1 درجة، مع بقعة واحدة في خط الوسط واثنين آخرين في ± 10 درجة (أي ، إلى اليمين واليسار).

شكل 1
شنت الشكل 1. Saccadometer. رئيس saccadometer يعلق على شريط مطاطي ويستريح على جسر الأنف. أربعة ليزر مصغرة يستهدف المشروع البصرييتم قياس الصورة إلى سطح لامع، وحركات العين المشارك من قبل التفاضلية محولات انعكاس الأشعة تحت الحمراء على الجانب الأنفي من كل عين. كما تتحرك الأهداف الليزر مع الرأس، وليس مطلوبا من مساند الرأس. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وافقت لجنة الاخلاق المحلية هذه الدراسة، وأبلغ افقت تم الحصول عليها من المشاركين كما هو موضح أدناه في القسم 1.

1. الموافقة مشارك

  1. تزويد المشاركين مع ورقة المعلومات التي تشرح بالتفصيل ما ستتضمن جلسة الاختبار.
  2. بعد أن يكون المشاركين الفرصة لقراءة ومناقشة أية أسئلة أو مخاوف أو غيرها من المسائل ذات الصلة على مشاركتها في الدراسة، انتقل من خلال استمارة الموافقة معهم، شرح كل نقطة على استمارة الموافقة ومنحهم الفرصة لطرح أي أسئلة قد يكون لديهم. طرح سؤال على المشاركين لاستكمال النموذج.

2. إعداد Saccadometer

  1. وضع الجهاز على رأس المريض، مضمونة حزام مرنة قابلة للتعديل ويستريح على جسر الأنف. لأن المحفزات تتحرك بالضبط مع الرأس، أي وجها لضبط النفس ضروري والجهاز هو مريح للالتحالف الإنجيليص.
  2. نطلب من المريض أن يجلس في 1.5 متر من الشاشة ماتي مسطحة.
  3. تأكد من أن الإضاءة المحيطة معتمة بحيث ينظر إلى المنبهات (بقع الضوء الأحمر) بشكل واضح.

3. تسجيل جلسة رمشي

ملاحظة: وكمثال على ذلك يوصف بروتوكول قياسي ان الاختبارات على حد سواء prosaccades وantisaccades 8 هنا. يتكون هذا البروتوكول من خمس كتل: 60 prosaccades، 40 antisaccades × 3، و 60 prosaccades مع فاصل من 1 دقيقة بين الكتل. الدورة تدوم حوالي 40 دقيقة.

  1. إعداد saccadometer بحيث لكل محاكمة يتم عرض الهدف تثبيت المركزي لالصدارة فترة عشوائية من 1،0-2،0 ثانية، وبعد ذلك يتم انطفأ واحد من الأهداف المحيطية يظهر، بشكل عشوائي إلى اليمين أو اليسار 9.
    ملاحظة: الأهداف الثلاثة هي بقع من الضوء الأحمر المتوقعة على الشاشة أمام المشاركين (انظر 2.2) بواسطة أشعة الليزر تعمل بالطاقة المنخفضة في صلب saccadometer. والتسليم saccadometerمفاتيح omatically الليزر وخارجها لعرض / إطفاء أهداف في التسلسل اللازم.
  2. إرشاد المشاركين إلى أن الاختبار يتكون من خمس كتل مع استراحة دقيقة واحدة بين الكتل.
  3. قبل المربع الأول إرشاد المشاركين إلى نقل عيونهم بسرعة وبدقة ممكن لمتابعة النقطة الحمراء القفز من الوسط إلى جانب واحد أو الآخر، ويأمرهم أن تفعل هذا 60 مرات.
  4. تعيين saccadometer لتوليد سلسلة من 60 تجربة. اضغط على الزر الموجود في saccadometer لبدء الكتلة الأولى من التجارب (prosaccades).
  5. بعد الانتهاء من المربع الأول، وترك فجوة دقيقة واحدة قبل كتلة الثاني. إعادة تعيين saccadometer لتوليد سلسلة من 40 تجربة، وقرب نهاية الفجوة دقيقة واحدة، إرشاد المشاركين لكتلة المقبل لتحريك عيونهم في أسرع وقت ممكن في الاتجاه المعاكس لنقطة حمراء، وشرح أنهم سيفعلون هناك حاجة للقيام بذلك 40 مرة. بدء ثانيةكتلة أندو المحاكمات (antisaccades).
  6. بعد الانتهاء من الكتلة الثانية، وترك فجوة مزيد من 1 دقيقة، وتكرار التعليمات في الخطوة 3.5 وبدء كتلة الثالث من التجارب (antisaccades).
  7. بعد الانتهاء من كتلة الثالث، وترك فجوة مزيد من 1 دقيقة، وتكرار التعليمات في الخطوة 3.5 وبدء كتلة الرابع من تجارب (antisaccades).
  8. بعد الانتهاء من كتلة الرابع، وترك فجوة مزيد من 1 دقيقة، وشرح أن لكتلة النهائي للتجارب يطلب من المشاركين على المضي عيونهم بسرعة وبدقة ممكن لمتابعة النقطة الحمراء القفز من الوسط إلى جانب واحد أو البعض، تماما كما فعلوا في المربع الأول.
  9. إعادة تعيين saccadometer لتوليد سلسلة من 60 تجربة، والبدء في كتلة النهائي للتجارب (prosaccades).

الشكل 2
الشكل 2. مهام حركة العين. illustrati تخطيطيعلى إظهار مثالين من المهام رمشي. تمثل بقعة زرقاء الصلبة الهدف وتمثل الدائرة الزرقاء المنقطة مجال تثبيت. LEFT يظهر مهمة prosaccadic حيث يتم دفع هذا الموضوع إلى التطلع نحو الهدف. يظهر الحق على antisaccade حيث يطلب هذا الموضوع لننظر بعيدا من التحفيز البصري . وهذا يتطلب تثبيط الاستجابة prosaccade أكثر طبيعية وجيل من حركة العين في الاتجاه المعاكس. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. إعدادات أعماق الدماغ تحفيز

ملاحظة: للمشاركين مع التحفيز والتشجيع الدماغ العميق إجراء التجارب حتى الآن مع نظام التحفيز والتشجيع ويعمل بشكل طبيعي، أي تم الحصول على "على التحفيز" مجموعة البيانات. يحتاج الاختبار الآن لتكرارها مع تحول النظام مشجعا قبالة (للمشاركين السيطرة صحي بدون نظم DBS وسيكون هذا القسم لا تنطبق).

  1. تبديل نظام DBS خارج. هل هذا من قبل الكادر الطبي المدربين. سماح 30 دقيقة قبل إجراء الاختبار.
  2. كرر الاختبار رمشي (الخطوات 3،2-3،9) للحصول على كامل 'قبالة التحفيز "مجموعة البيانات.
  3. تبديل نظام DBS مرة أخرى على (مرة أخرى ينبغي أن يتم ذلك من خلال الكادر الطبي مدربين تدريبا مناسبا).

تحليل 5. البيانات

ملاحظة: للمشاركين مع التحفيز والتشجيع الدماغ العميق إجراء التجارب حتى الآن مع نظام التحفيز والتشجيع ويعمل بشكل طبيعي، أي تم الحصول على "على التحفيز" مجموعة البيانات. يحتاج الاختبار الآن لتكرارها مع تحول النظام مشجعا قبالة (للمشاركين السيطرة صحي بدون نظم DBS سوف يتم تطبيق هذا القسم).

  1. تحميل البيانات الخام من saccadometer إلى جهاز كمبيوتر لتحليلها.
  2. استخدام برنامج حاسوبي لsaccadometer لاستبعاد saccades distorتيد بواسطة يومض وحركات الرأس، ولحساب المتغيرات بما في ذلك الإختفاء رمشي، سرعات الذروة، وسعة.
    ملاحظة: تتم إزالة السجلات الملوثة حركات الرأس المفرطة أو يومض تلقائيا من قبل البرنامج.
    1. إزالة saccades مع كمون أقل من 80 مللي ثانية أو أكبر من 1000 ميللي ثانية.
      ملاحظة: الكمون رمشي يتم حسابها تلقائيا باستخدام خوارزمية الكشف عن حركة العين على أساس السرعة والتسارع. وحددت بداية لحركة العين كنقطة عندما تتجاوز سرعة العين عتبة 5 درجات / ثانية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ويبين الشكل 3 مثال على رمشي مسارات حركة العين، من المصاب بمرض باركنسون مع نواة نظام DBS تحت المهاد زرعها. الرسوم البيانية اثنين من مؤامرة prosaccades المريض مع النظام مشجعا مغلقا (الرسم البياني العلوي) وتحولت على (أسفل الرسم البياني). كل أثر على الرسوم البيانية ويبين مسار وحركة العين واحدة، أي كيف يمكن للموقف العين في درجة بعيدا عن خط الوسط (ذ محور) يختلف بوصفها وظيفة من الزمن (المحور س). كلاهما أظهرت saccades اليساري واليمين على الرسم البياني كما الانحرافات لقيم درجة إيجابية. الساعة الصفر هي اللحظة التي يختفي الهدف المركزي ويبدو أن هدف الطرفية. ويطلق على الفترة الزمنية الفاصلة بين هذا وبداية حركة العين (لحظة عندما ينحرف التتبع من صفر درجة) الكمون رمشي، والملاحظة الرئيسية هي أن توزيع saccades يتم تبديل عند تشغيل المنبه على، مع reduction في عدد من saccades كمون طويلة وانخفاض مماثل في متوسط ​​الكمون.

الشكل (3)
الشكل 3. Prosaccadic مسار المنحنى النتائج. وهذا يدل على رمشي نتائج حركة العين الكمون من المريض باركنسون بعد خضوعه ديب تحفيز الدماغ من نواة تحت المهاد. UPPER يدل على الشخصية الكمون للمريض عند تشغيل المنبه قبالة السفلى يظهر الشخصي الكمون لل نفس المريض عند تشغيل المنبه على. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

العامل الأكثر أهمية في الحصول على بيانات رمشي نوعية جيدة هو ضمان أن التعليمات أعطيت للمشارك واضحة ودقيقة. على سبيل المثال، إذا كانت تعليمات للقيام بهذه المهمة antisaccadic ليست واضحة تماما، ومن المرجح أن تنفيذ prosaccades بدلا المشارك. قد تكون التسجيلات أيضا مدلل إذا المشارك لا يمكن أن نرى بوضوح المنبهات أو saccadometer لا يمكن قياس بدقة موقف العين. وبالتالي إذا تظهر البيانات أن تكون ذات نوعية منخفضة المجرب يجب التحقق من أن الإضاءة المحيطة ليست مشرقة جدا وأن saccadometer يجلس بشكل صحيح على جسر الأنف.

التحفيز العميق للدماغ يسمح التعديل المباشر من النشاط العصبي في مختلف المواقع في العقد القاعدية. إلى جانب المعدات التي يمكن أن بدقة وموضوعية قياس حركات العين، DBS يمكن استخدامها لتحقيق الأداء الطبيعي وغير الطبيعي لهذه المناطق في الدماغ.

تجاربيجب استخدام saccadometry بالتزامن مع DBS غالبا ما يتعامل مع أكثر من واحد غير معروف في وقت واحد. والمريضة والعقول تحت الدراسة إلى حد متغير، ونحن لا نعرف على وجه اليقين الآلية التي DBS يحقق آثاره، مع الفرضيات بما في ذلك تنشيط الخلايا العصبية في المنطقة المستهدفة، depolarizing الحصار من الخلايا العصبية، وتحفيز وارد و / أو محاور عصبية صادرة، والمزيد من الآثار المعقدة على نشاط الشبكة.

الموضوعات مع الظروف العصبية هي في كثير من الأحيان على الدواء، وهذا سوف يكون الجميع تقريبا للمرضى مع المرضى PD الذين لديهم أنظمة DBS. تتأثر Saccades من الدواء انتيباركينسونيان، ومن أجل إجراء تقييم صحيح للآثار DBS على المعلمات رمشي، يجب دولة الدواء تكون مشابهة عند اختبار مع DBS على وDBS خارج. وهذا يعني إما وجود هذا الموضوع من جميع الأدوية لمدة الاختبار (بما في ذلك فترة الانسحاب مسبقا)، أو آخر إجراء على DBS و oالاختبارات وما يليها-DBS في غضون فترة قصيرة معقولة من الزمن. وقد تبين أن يكتمل ارتداء الخروج من آثار DBS على saccades يأخذ عدة ساعات ولكن هذا أكثر من تغيير يحدث في غضون 30 دقيقة 10. يوحي دوام آليات متعددة مع مختلف الدورات الوقت، من (المؤثرات الكهربية) سريعة جدا لفترات طويلة أكثر من ذلك بكثير (على سبيل المثال، تخليق البروتين). 30 دقيقة المقترحة في ولسوف التقاط أكثر من التغيير الناجم عن DBS البروتوكول، وأقصر بكثير من الفاصل الزمني الجرعات النموذجية لعدة ساعات. أنها لا تعطي الوقت الكافي للآليات أبطأ لتستقر في حالة مستقرة، وإعادة الاختبار على فترات أطول قد تكون مفيدة في توفير نظرة ثاقبة هذه الآليات. مع وجود ثغرات أطول واحد لا يمكن أن نفترض أن مستويات الدواء أثناء اختبار داخل وخارج DBS كانت مماثلة تقريبا، وبالتالي من المرجح أن يكون من الأسهل لتفسير عند اختبار من الدواء فترات أطول.

معظم ما كتب حول القوة التنفيذيةتأثيرات سلبية من DBS على حركات العين تركز على تحفيز وتيرة عالية من نواة تحت المهاد في PD. التي تستغرق الكمون Prosaccadic في PD والثابت أن STN DBS يمكن الحد منه بشكل كبير نحو القيم الطبيعية (بالضبط كيف لا يزال مفتوحا للنقاش). ولكن عندما يتم تنفيذ saccadometry في فترة ما بعد الجراحة في وقت مبكر، في غضون ساعات إلى أيام من الإدراج الرصاص وقبل تحول التحفيز الكهربائي على، وجدت أن الإختفاء هي في الواقع زادت 11. يسبب القطب الإدراج وذمة، وهذا سوف يؤدي الى الاجتثاث وظيفي مؤقت من الدماغ المحيطة فورا القطب. هذا يستقر في غضون بضعة أسابيع والمعلمات رمشي العودة إلى الأساس (وعادة لا يتم تشغيل التحفيز والتشجيع على حتى بضعة أسابيع بعد العمل الجراحي للسماح لهذا الوقت ليستقر). والتضاد من آثار الإدراج القطب والتحفيز هو من مصلحة كبيرة، لأنه يوضح أن واحدة من النظريات سابقا متقدمة لشرح كيفيةتعمل DBS، من خلال الحصار المفروض على هيكل المستحث (أي الاستئصال وظيفية)، لا يمكن أن يفسر على نحو شامل آلية عملها. وقد وجدت دراسات أخرى تأثيرات مشابهة 12-14.

فمن الممكن لبناء تجارب الجمع بين DBS وsaccadometry للتحقيق في علم وظائف الأعضاء العادي. يجب توخي الحذر الشديد مع التصميم التجريبي وتفسير النتائج، لأن هذا الموضوع التجريبي لها بالضرورة بعض حالة عصبية. نهج واحد هو لمقارنة نتائج الاختبار رمشي مع DBS وتشغيله إلى نتائج من المشاركين مراقبة صحية دون DBS. إذا كانت النتائج في مواضيع DBS مع التحفيز والتشجيع على تحول تشبه قبالة تلك الضوابط، فمن المعقول أن المضي قدما على أساس أن التغييرات في حركات العين ينظر ردا على DBS ومن المرجح أن تكون مماثلة لتلك التي سوف نرى ما إذا كان التجربة ويمكن أن يتم في المشاركين دون مرض. على سبيل المثال، فإن الأداء في مؤيدمهمة رمش التي أنشئت بحيث التحفيز البصري من المرجح أن تظهر على جانب واحد من الآخر، يشبه للمشاركين الصحي والمرضى PD مع أنظمة STN DBS في المكان ولكن إيقاف. الإختفاء تقصير لsaccades في الاتجاه حيث من المرجح أن تظهر هذا الهدف، وإطالة في اتجاه أقل احتمالا. عندما يتم تشغيل أنظمة التشغيل، وإطالة زمن في اتجاه أقل عرضة يختفي، وكان التفسير أن STN هو الذي يؤدي وظيفة التطبيع احتمال 15. وكان المرضى في هذه الدراسة PD، لكن ذلك كان لا يمت بصلة مباشرة إلى النتيجة. بالطبع هذا هو الافتراض كبير وأنه من الممكن أن المرض ينظم الاستجابة لDBS على الرغم من أنها لم تؤثر على أداء خط الأساس. وعلاوة على ذلك، فإن التشابه من بيانات التحكم خارج DBS وقد يكون نتيجة لآليات تعويضية بدلا من عدم وجود تأثير الأمراض على المعايير التي يجري قياسها. يجب أن تكون النتائج كثافة العملياتerpreted مع هذا في الاعتبار.

مرة واحدة وقد يتقن التقنيات الأساسية هو موضح في البروتوكول النهج يمكن أن تمتد إلى نماذج أكثر تعقيدا. وقد وضعت العديد من المهام رمشي مختلفة منها مهمة احتمال استنادا موضح في الفقرة السابقة هي واحدة فقط. وتشمل أمثلة أخرى ذاكرة الموجهة saccades 16 (التطلع الموقع تذكرت من التحفيز الذي لم يعد هناك) أو المهام على أساس مكافأة رمشي تهدف إلى استدعاء وظيفة الحوفي 17.

هنا وصفناها واحدة من أبسط المهام رمشي، 10 درجة الموجهة بصريا المهمة خطوة أفقية. العديد من التعديلات المهمة ممكنة مثل إدخال الفجوة الزمنية بين اختفاء نقطة التثبيت والمحيطي مظهر الهدف 18-20 أو تداخل 21 حيث نقطة التثبيت والهدف الجانبي موجودة في وقت واحد. وقد استخدمت نماذج من هذا النوع من أجل فهم الصورةوقد لوحظ بدء accadic ويرتبط العصبية في مجالات العين الأمامية 20،22 وأكيمة متفوقة 23. مناقشة تفصيلية لاستخدامات مختلفة من نماذج مختلفة رمشي هي خارج نطاق هذه المادة؛ لاستعراض رؤية 1.

Saccadometry له تطبيق واسع خارج استخدامه في DBS. وتشمل مسارات رمشي أجزاء متعددة من العقد القاعدية والتغيرات رمشي هي العلامات البيولوجية المحتملة لأي شرط أن الأضرار أو يشوش على وظيفة من هذه الهياكل. وعلى سبيل المثال تم التحقيق Saccadometry للاستخدام في ظروف الاعصاب بما في ذلك PD، مرض هنتنغتون، والخرف الجبهي الصدغي، والتصلب الجانبي الضموري وكذلك في إصابة في الرأس والاضطرابات الأيضية بما في ذلك اعتلال الدماغ الكبدي.

في الختام، saccadometry هو أداة الكمية مفيدة في حد ذاته، ولكن الجمع بين ذلك مع التحفيز العميق للمخ يفتح مجموعة من التجربهالنهج التل الذي قد يلقي ضوءا جديدا على وظيفة الدماغ في كل من الصحة والمرض.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Saccadometer device Ober Consulting Poland
Computer with Windows environment
Software, Latency Meter for downloading the raw data from the saccadometer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Leigh, R. J., Kennard, C. Using saccades as a research tool in the clinical neurosciences. Brain. 127, 460-477 (2004).
  2. Carpenter, R. H. The neural control of looking. Curr Biol. 10, 291-293 (2000).
  3. Leigh, R. J., Zee, D. S. The Neurology of Eye Movements. , Oxford University Press. New York. (2006).
  4. Antoniades, C. A., Xu, Z., Mason, S. L., Carpenter, R. H., Barker, R. A. Huntington's disease: changes in saccades and hand-tapping over 3 years. Journal of Neurology. 257, 1890-1898 (2010).
  5. Blekher, T. M., Yee, R. D., Kirkwood, S. C., Hake, A. M., Stout, J. C., Weaver, M. R., Foroud, T. M. Oculomotor control in asymptomatic and recently diagnosed individuals with the genetic marker for Huntington's disease. Vision Research. 44, 2729-2736 (2004).
  6. Chan, F., Armstrong, I. T., Pari, G., Riopelle, R. J., Munoz, D. P. Deficits in saccadic eye-movement control in Parkinson's disease. Neuropsychologia. 43, 784-796 (2005).
  7. Antoniades, C. A., Demeyere, N., Kennard, C., Humphreys, G. W., Hu, M. T. Antisaccades and executive dysfunction in early drug-naive Parkinson's disease: The discovery study. Mov Disord. , (2015).
  8. Antoniades, C., et al. An internationally standardised antisaccade protocol. Vision Res. 84, 1-5 (2013).
  9. Ober, J. K., et al. Hand-Held system for ambulatory measurement of saccadic durations of neurological patients. . Modelling and Measurement in Medicine. , (2003).
  10. Temperli, P., et al. How do parkinsonian signs return after discontinuation of subthalamic DBS. Neurology. 60, 78-81 (2003).
  11. Antoniades, C. A., et al. Deep brain stimulation: eye movements reveal anomalous effects of electrode placement and stimulation. PLoS ONE. 7, e32830 (2012).
  12. Yugeta, A., et al. Effects of STN stimulation on the initiation and inhibition of saccade in Parkinson disease. Neurology. 74, 743-748 (2010).
  13. Terao, Y., Fukuda, H., Ugawa, Y., Hikosaka, O. New perspectives on the pathophysiology of Parkinson's disease as assessed by saccade performance: a clinical review. Clin Neurophysiol. 124, 1491-1506 (2013).
  14. Temel, Y., Visser-Vandewalle, V., Carpenter, R. H. Saccadic latency during electrical stimulation of the human subthalamic nucleus. Curr Biol. 18, 412-414 (2008).
  15. Antoniades, C. A., et al. Deep brain stimulation abolishes slowing of reactions to unlikely stimuli. J Neurosci. 34, 10844-10852 (2014).
  16. Rivaud-Pechoux, S., et al. Improvement of memory guided saccades in parkinsonian patients by high frequency subthalamic nucleus stimulation. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 68, 381-384 (2000).
  17. Takikawa, Y., Kawagoe, R., Itoh, H., Nakahara, H., Hikosaka, O. Modulation of saccadic eye movements by predicted reward outcome. Experimental brain research. Experimentelle Hirnforschung. 142, 284-291 (2002).
  18. Dorris, M. C., Munoz, D. P. A neural correlate for the gap effect on saccadic reaction times in monkey. Journal of Neurophysiology. 73, 2558-2562 (1995).
  19. Hanes, D. P., Schall, J. D. Countermanding saccades in macaque. Visual Neuroscience. 12, 929-937 (1995).
  20. Opris, I., Barborica, A., Ferrera, V. P. On the gap effect for saccades evoked by electrical microstimulation of frontal eye fields in monkeys. Experimental brain research. Experimentelle Hirnforschung. 138, 1-7 (2001).
  21. Takagi, M., Frohman, E. M., Zee, D. S. Gap-overlap effects on latencies of saccades, vergence and combined vergence-saccades in humans. Vision Res. 35, 3373-3388 (1995).
  22. Schall, J. D. Neuronal activity related to visually guided saccades in the frontal eye fields of rhesus monkeys: comparison with supplementary eye fields. Journal of Neurophysiology. 66, 559-579 (1991).
  23. Pare, M., Hanes, D. P. Controlled movement processing: superior colliculus activity associated with countermanded saccades. J Neurosci. 23, 6480-6489 (2003).

Tags

الطب، العدد 113، التحفيز العميق للدماغ، saccadometry، والقياسات الكمية، نواة تحت المهاد، ومرض باركنسون، علم وظائف الأعصاب وعلم الأعصاب
باستخدام Saccadometry مع ديب تحفيز الدماغ لدراسة العادية والمرضية وظيفة الدماغ
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Antoniades, C. A., FitzGerald, J. J. More

Antoniades, C. A., FitzGerald, J. J. Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function. J. Vis. Exp. (113), e53640, doi:10.3791/53640 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter