Compiti del comportamento Intra-Operative negli esseri umani sottoposti a profonda Awake Surgery Brain Stimulation
Summary
Stimolazione cerebrale profonda chirurgia offre un'opportunità unica per esaminare codifica delle informazioni nel cervello umano sveglio. Questo articolo descrive intra-operatoria metodi utilizzati per eseguire le attività cognitive e comportamentali al contempo l'acquisizione di dati fisiologici come l'attività EMG, unità singola neuronale e / o potenziali di campo locale.
Abstract
La stimolazione cerebrale profonda (DBS) è una procedura chirurgica che dirige cronica, la stimolazione elettrica ad alta frequenza di obiettivi specifici nel cervello tramite elettrodi impiantati. La stimolazione cerebrale profonda è stato implementato come una modalità terapeutica da Benabid et al. Alla fine del 1980, quando ha usato questa tecnica per stimolare il nucleo ventrale intermedio del talamo per il trattamento del tremore 1. Attualmente, la procedura è usata per trattare pazienti che non rispondono adeguatamente alla terapia medica per le malattie come il Parkinson, distonia e tremore essenziale. L'efficacia di questa procedura per il trattamento della malattia di Parkinson è stata dimostrata in ben alimentato, randomizzati e controllati 2. Attualmente, l'amministrazione statunitense Food and Drug Administration ha approvato DBS come trattamento per pazienti con medico refrattari tremore essenziale, morbo di Parkinson e distonia. Inoltre, DBS è attualmente in fase di valutazione per il trattamento di altri disturbi psichiatrici e neurologici, come disturbo ossessivo compulsivo, disturbo depressivo maggiore, e l'epilessia.
DBS non solo ha dimostrato di aiutare le persone, migliorando la qualità della vita, ma fornisce anche ai ricercatori l'opportunità unica di studiare e comprendere il cervello umano. Microelettrodo registrazioni sono regolarmente eseguite durante l'intervento chirurgico DBS al fine di migliorare la precisione di targeting anatomica. Modelli dei neuroni singoli possono quindi essere registrati, mentre il soggetto esegue un compito comportamentale. I primi studi di questi dati è concentrata su aspetti descrittivi, tra fuoco e tassi di scoppiare, e modulazione di frequenza 3. Studi più recenti si sono concentrati sugli aspetti cognitivi del comportamento in relazione alle attività neuronale 4,5. Questo articolo fornisce una descrizione del intra-operatoria metodi utilizzati per eseguire le attività comportamentali e neuronali registrare i dati con i pazienti svegli durante casi DBS. La nostra esposizione del processo di acquisizione dati elettrofisiologici si illumina l'attuale portata e le limitazioni di esperimenti umani intra-operatoria.
Protocol
Discussion
La stimolazione cerebrale profonda chirurgia offre una preziosa opportunità di esaminare l'attività dei singoli neuroni nel cervello umano. Fino ad oggi questa opportunità ha permesso di numerosi studi descrittivi che caratterizzano l'attività dei diversi nuclei profondi. Più recentemente, intra-operatoria compiti sono diventati più sofisticati al fine di affrontare vari aspetti del comportamento e della cognizione. L'intento del protocollo è di fornire una guida per l'attuazione di successo compi…
Declarações
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.
Referências
- 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).
