Treinamento cirúrgico para implantação de microeletrodos Neocortical matrizes usando um modelo de cadáver humano formaldeído-fixo

Pierre Mégevand; Alain Woodtli; Aude Yulzari; G. Rees Cosgrove; Shahan Momjian; Bojan V. Stimec; Marco V. Corniola; Jean H. D. Fasel

doi:10.3791/56584

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Artigo de método

Treinamento cirúrgico para implantação de microeletrodos Neocortical matrizes usando um modelo de cadáver humano formaldeído-fixo

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DOI:

10.3791/56584

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19 de novembro de 2017

Pierre Mégevand¹^,² , Alain Woodtli¹ , Aude Yulzari¹ , G. Rees Cosgrove³ , Shahan Momjian⁴ , Bojan V. Stimec⁵ , Marco V. Corniola⁴ , Jean H. D. Fasel⁵

¹Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Geneva, ²Division of Neurology, Department of Clinical Neuroscience, Geneva University Hospitals, ³Department of Neurosurgery, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, ⁴Division of Neurosurgery, Department of Clinical Neuroscience, Geneva University Hospitals, ⁵Clinical Anatomy Research Group, Department of Cell Physiology and Metabolism, Faculty of Medicine, University of Geneva

Neste artigo

Resumo

Nós projetamos um procedimento em que um cadáver humano formaldeído-fixo é usado para ajudar os neurocirurgiões em treinamento para a implantação de matrizes de microeletrodos no córtex do cérebro humano.

Resumo

Este protocolo descreve um procedimento para auxiliar os cirurgiões em treinamento para a implantação de matrizes de microeletrodos no córtex do cérebro humano. Recentes progressos tecnológicos permitiu a fabricação de matrizes de microeletrodos que permitem gravar a atividade dos neurônios individuais múltiplas no neocórtex do cérebro humano. Estas matrizes têm o potencial de trazer uma visão única sobre as correlações neuronais da função cerebral na saúde e na doença. Além disso, a identificação e a decodificação de atividade neuronal volitivos abre a possibilidade de estabelecer interfaces cérebro-computador e assim pode ajudar a restaurar funções neurológicas perdidas. A implantação de matrizes de microeletrodos neocortical é um procedimento invasivo que requer uma craniotomia suprafamoso e a exposição da superfície cortical; assim, o procedimento deve ser realizado por um neurocirurgião devidamente treinado. A fim de proporcionar uma oportunidade para treinamento cirúrgico, nós projetamos um procedimento baseado em um modelo de cadáver humano. O uso de um cadáver humano formaldeído-corrigido ignora as dificuldades práticas, éticas e financeiras da prática cirúrgica em animais (primatas não-humanos especialmente), preservando a estrutura macroscópica da cabeça, crânio, meninges e cerebral superfície e permitindo que realista, sala de operações, como posicionamento e instrumentação. Além disso, o uso de um cadáver humano é mais para a prática clínica diária que qualquer modelo de não-humanos. As principais desvantagens da simulação cadavérico são a ausência de pulsação cerebral e da circulação de sangue e líquido cefalorraquidiano. Sugerimos que um modelo de formaldeído-corrigido o cadáver humano é uma abordagem adequada, prática e econômica para garantir formação cirúrgica adequada antes de colocar a matrizes de microeletrodos no neocórtex humano vivo.

Introdução

Nos últimos anos tem visto o desenvolvimento de soluções tecnológicas para o desafio de gravar a atividade dos neurônios individuais múltiplas do vida¹^,²^,³no cérebro. Matrizes de microeletrodos baseados em silício faça da mesma forma para microeletrodos fio convencionais em termos de propriedades de sinal, e eles podem gravar a partir de dezenas a centenas de neurônios em um pequeno pedaço de tecido cerebral⁴^,⁵^, ⁶ ^, ⁷. matrizes de microeletrodos per....