Настоящий протокол направлен на оценку когнитивно-эмоциональных функций в базальных ганглиях путем одновременной нейрофизиологической регистрации потенциалов локального поля и неинвазивной активности коры головного мозга (ЭЭГ). Примером этой процедуры является использование парадигм, включающих речевые стимулы с эмоциональным подтекстом, или задачу Фланкера, включающую когнитивный контроль.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Комбинированные инвазивной Подкорковые и неинвазивный поверхности нейрофизиологической Записи для оценки когнитивных и эмоциональных функций у человека
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Несмотря на успех в применении неинвазивной электроэнцефалографии (ЭЭГ), магнито-Энцефалография (МЭГ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) для извлечения важной информации о механизме человеческого мозга, такие методы остаются недостаточными для предоставления информации о физиологической процессы, отражающие когнитивные и эмоциональные функции на подкорковых уровне. В связи с этим современные инвазивные клинические подходы в организме человека, такие как глубокая стимуляция мозга (DBS), предлагают огромную возможность для записи подкорковой активности мозга, а именно локального поля потенциалов (LFPs), представляющих согласованную деятельность нервных узлов из локализованных базальных ганглиев или таламуса областей , Несмотря на тот факт, что инвазивные подходы в организме человека применяются только после того, как по медицинским показаниям и, таким образом, записанные данные соответствуют измененными цепей мозга, ценную информацию можно получить о наличии неповрежденных функций мозга по отношению к колебательным мозгаактивность и патофизиологии расстройств в ответ на экспериментальных когнитивных парадигм. В этом направлении, все большее число исследований DBS у пациентов с болезнью Паркинсона (PD) цель не только двигательные функции, но и более высокие процессы уровня, такие как эмоции, принятие решений, внимания, памяти и чувственного восприятия. Недавние клинические исследования также подчеркивают роль DBS в качестве альтернативного метода лечения в психоневрологических расстройств, начиная от обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР) хронических расстройств сознания (DOC). Следовательно, мы обратили внимание на использование комбинированных инвазивных (LFP) и неинвазивных (ЭЭГ) записей головного мозга человека при оценке роли корково-подкорковых структур в когнитивной и эмоциональной обработки корыто экспериментальных парадигм (например. Речевые раздражители с эмоциональной коннотацией или парадигм когнитивного контроля, такие как задачи Flanker), для пациентов, проходящих лечение DBS.
Введение
Инвазивные нейрофизиологические записи в организме человека датируются семенных исследований , ориентированных на electrocorticographic записи из корковых и мозжечок во время хирургии эпилепсии и исследования опухоли 1. Важнейшим этапом в дальнейшем развитии такой процедуры записи было введение стереотаксической техники , которая обеспечивает безопасный и эффективный доступ к глубинным структурам человеческого мозга 2. Помимо клинического лечения, мозговые инвазивные подходы в организме человека дают достаточно уникальную возможность для изучения функции мозга в связи с записанными эталонами активности модулированных внешними стимулами, в частно....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Процедура DBS и инвазивные записи были одобрены комиссией по этике университетской клинике Дюссельдорфа, Германия.
1. Экспериментальная Paradigm Дизайн и Согласие пациента
Примечание: Разработка экспериментальной парадигмы или выбрать существующую экспериментальную парадигму для целевой когнитивной / эмоциональный аспект интереса.
- Выбор пациентов, которые будут проходить DBS-лечение. Спросите, есть ли DBS-пациент отвечает критериям включения в исследования. Если да, то получить подписанное информированное согласие от пациента и / или этической комиссии (если это применимо) осуществлять послеоперацио....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Для DBS-DOC случае (пример 2), мы в настоящее время предоставляют данные о целевой локализации для DBS имплантации, принципиальные схемы LFP электрода и ЭЭГ установить примерные записи ЭЭГ и LFP активности (исходные данные) и репрезентативных результатов анализа:
Рисунок 2А показывает запланированную траекторию (черная линия) проецируется на анатомическом атласе 36, раздел 30, ишемическая, 10,7 мм п.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В отличие от неинвазивных методов записи мозг, как скальп-ЭЭГ и МЭГ, предлагаемое в сочетании инвазивным и неинвазивным нейрофизиологические основы записи обеспечивает замечательную возможность извлекать информацию из корковых и подкорковых областях по отношению к когнитивно-эмоциональные задачи. Такая информация отражается мозга колебательной активности в нескольких полосах частот и различных уровнях организации в отношении функционирования мозга 44. Мозг колебательные модели, которые имеют существенное знач.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Благодарности
Эта работа была поддержана ERA-NET НЕЙРОНА / БМБФ Германия (Тимон). таксы покрываются за счет гранта от университетской клиники Дюссельдорфа. Задача Flanker используется здесь была изменена с изначально запрограммированным версии профессора С. Beste и его группы 47.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| BrainAmp Amplifier | Brain Products GmbH, Gilching Germany | Количество: 2 | |
| Программное обеспечение для записи BrainVision | Brain Products GmbH, Gilching Germany | 1 Лицензия | |
| Программное обеспечение для анализатора BrainVision | Brain Products GmbH, Gilching Germany | 1 Лицензия | |
| Оптоволоконные кабели и USB-разъемы | Brain Products GmbH, Gilching Germany | Они поставляются с вышеуказанным оборудованием | |
| Блок ввода электродов (64 канала) | Brain Products GmbH, Gilching Germany | Количество: 1 | |
| гель EEG | Natus Inc | Количество: 1 | |
| Изопропиловый спирт | Schü lke & Mayr GmbH, Германия | Количество: 1 | |
| Гель для подготовки кожи | Weaver and Co, США | Количество: 1 | |
| MATLAB | Math-Works, Натик, Массачусетс, США | 1 лицензия | |
| FieldTrip toolbox | http://www.fieldtriptoolbox.org/ | Макроэлектроды с открытым исходным кодом | |
| (модель 3387 квадриполярный DBS) | Medtronic Inc., Миннеаполис, Миннесота, США | Количество: 2 | |
| стерильных чрескожных удлинительных провода (модель 3550-05) | Medtronic Inc., Миннеаполис, Миннесота, США | Количество: 2 | |
| Поворотный трос замка (модель 3550-03) | Medtronic Inc., Миннеаполис, Миннесота, США | Количество: 2 | |
| изготовленных на заказ разъема для разъемов | Количество: 2 | ||
| Комплект проводов Vercise DB -2201 | Boston Scientific | Quantity: 2 | |
| Контактный комплект удлинителей NM-3138 | Бостонское научное | количество: 2 | |
| O.R. кабель и удлинитель SC-4100 A | Boston Scientific | Quantity: 2 | |
| connector к пробе на ощупь | Твенте Медикал Системс Интернэшнл Б.В. | Количество: 2 | |
| Компьютерный томограф Modell PQ2000 (Послеоперационная компьютерная томография) | Philips Healthcare GmbH Hamburg | Количество: 1 | |
| Презентационное программное обеспечение (задача Flanker) | Neurobehavioral systems Inc. | 1 Лицензия | |
| MEG System | Elekta Neuromag Inc | Альтернативная | |
| сетка для датчиков ЭЭГ высокой плотности (128 или 256 каналов) | Electrical Geodesics Inc (EGI), США | Альтернатива |
Ссылки
- Foerster, O., Altenburger, H. Elektrobiologische Vorgänge an der menschlichen Hirnrinde. Dtsch. Zschr. Nervenheilk. 135, 277-288 (1934).
- Spiegel, E. A., Wycis, H. T., Marks, M., Lee, A. J. Stereotaxic apparatus for operations on the human brain. Science. 106, 34....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
