Intraoperativ Behavioral Uppgifter i Vakna Människan genomgår en genomgripande Kirurgi Brain Stimulation
Summary
Deep Brain Stimulation kirurgi erbjuder en unik möjlighet att granska informationen kodning i vaken mänskliga hjärnan. Denna artikel kommer att beskriva intraoperativ metoder som används för att utföra kognitiva och beteendemässiga uppgifter samtidigt förvärva fysiologiska data såsom EMG, single-unit nervaktivitet och / eller lokala potentialer fältet.
Abstract
Deep Brain Stimulation (DBS) är ett kirurgiskt ingrepp som leder kronisk, högfrekvent elektrisk stimulans för att specifika mål i hjärnan via implanterade elektroder. Deep Brain Stimulation infördes först som en terapeutisk modalitet genom Benabid et al. I slutet av 1980, när han använde denna teknik för att stimulera den ventrala mellanliggande kärnan i thalamus för behandling av tremor 1. För närvarande är det förfarande som används för att behandla patienter som inte svarar tillräckligt på medicinsk behandling för sjukdomar som Parkinson, dystoni och essentiell tremor. Effekten av detta förfarande för behandling av Parkinsons sjukdom har visats i väl-drivna, randomiserade, kontrollerade studier 2. För närvarande har den amerikanska Food and Drug Administration godkänt DBS som behandling för patienter med medicinskt refraktär essentiell tremor, Parkinsons sjukdom och dystoni. Dessutom är DBS utvärderas för närvarande för behandling av andra psykiatriska och neurologiska sjukdomar, såsom tvångssyndrom, depression och epilepsi.
DBS har inte bara visat sig hjälpa människor genom att förbättra deras livskvalitet, det ger också forskare en unik möjlighet att studera och förstå den mänskliga hjärnan. Mikroelektrod inspelningar rutinmässigt vid DBS operation för att öka precisionen i anatomiska inriktning. Firing mönster av enskilda nervceller kan därför spelas in när personen i fråga utför ett beteende uppgift. Tidiga studier med hjälp av dessa data fokuserar på beskrivande aspekter, inklusive bränning och burst-och frekvensmodulering 3. Nyare studier har fokuserat på kognitiva aspekter av beteende i förhållande till nervaktivitet 4,5. Denna artikel kommer att ge en beskrivning av intraoperativ metoder som används för att utföra beteende-uppgifter och registrera neuronala data med vakna patienter under DBS fall. Vår redogörelse för processen att skaffa elektrofysiologiska data kommer att belysa aktuella omfattning och avgränsning av intraoperativ mänskliga experiment.
Protocol
Discussion
Deep Brain Stimulation kirurgi erbjuder en värdefull möjlighet att undersöka aktiviteten hos enskilda nervceller i den mänskliga hjärnan. Hittills denna möjlighet har tillåtit många deskriptiva studier som präglar verksamheten på olika djup kärnor. På senare tid har intraoperativ arbetsuppgifter blivit mer sofistikerade för att hantera olika aspekter av beteende och kognition. Avsikten av det nuvarande protokollet är att ge en vägledning för att genomföra framgångsrika intraoperativ beteende uppgifter….
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).
