Intra-operatoria tareas comportamiento en seres humanos sometidos a cirugía Awake Estimulación Cerebral Profunda
Summary
La cirugía de estimulación cerebral profunda ofrece una oportunidad única para examinar codificación de la información en el cerebro humano despierto. En este artículo se describen intraoperatoria métodos utilizados para llevar a cabo tareas cognitivas y de comportamiento al mismo tiempo que la adquisición de datos fisiológicos tales como la actividad EMG de una sola unidad neuronal y / o potenciales de campo local.
Abstract
La estimulación cerebral profunda (DBS) es un procedimiento quirúrgico que dirige la estimulación crónica, eléctrica de alta frecuencia para objetivos específicos en el cerebro a través de electrodos implantados. La estimulación cerebral profunda se implementó por primera vez como una modalidad terapéutica por Benabid et al. A finales de 1980, cuando se utiliza esta técnica para estimular el núcleo ventral intermedio del tálamo para el tratamiento del temblor 1. Actualmente, el procedimiento se utiliza para tratar a los pacientes que no responden adecuadamente al tratamiento médico para enfermedades como el Parkinson, la distonía y el temblor esencial. La eficacia de este procedimiento para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson se ha demostrado en bien alimentados, los ensayos controlados aleatorios 2. En la actualidad, la Administración de Drogas y Alimentos de EE.UU. ha aprobado DBS como tratamiento para pacientes con temblor esencial médicamente refractaria, la enfermedad de Parkinson, y la distonía. Además, el DBS está siendo evaluado para el tratamiento de otros trastornos psiquiátricos y neurológicos, como el trastorno obsesivo-compulsivo, trastorno depresivo mayor y la epilepsia.
DBS no sólo se ha demostrado para ayudar a las personas por mejorar su calidad de vida, sino que también proporciona a los investigadores una oportunidad única para estudiar y comprender el cerebro humano. Grabaciones de microelectrodos se realizan rutinariamente en la cirugía de estimulación cerebral profunda con el fin de mejorar la precisión de la focalización anatómica. Los patrones de activación de las neuronas individuales por lo tanto, se puede grabar mientras el sujeto realiza una tarea de comportamiento. Los primeros estudios con estos datos se centró en los aspectos descriptivos, incluyendo el despido y las tasas de ráfaga, y modulación de frecuencia 3. Los estudios más recientes se han centrado en los aspectos cognitivos de la conducta en relación con la actividad neuronal 4,5. En este artículo se proporcionará una descripción de los métodos intra-operatorio para realizar tareas de comportamiento neuronal y el registro de datos con los pacientes despiertos durante casos DBS. Nuestra exposición del proceso de adquisición de datos electrofisiológicos se iluminará el alcance y las limitaciones del comercio intra-operatorio experimentos con seres humanos.
Protocol
Discussion
La cirugía de estimulación cerebral profunda ofrece una valiosa oportunidad para examinar la actividad de neuronas individuales en el cerebro humano. Hasta la fecha esta oportunidad ha permitido a numerosos estudios descriptivos que caracterizan las actividades de los diferentes núcleos profundos. Más recientemente, el intra-operatorio tareas se han vuelto más sofisticados con el fin de abordar diversos aspectos de la conducta y la cognición. El objetivo del protocolo es proveer una guía para implementar con éxi…
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).
