定位脳波を使用して、ディープ皮質の機能と下構造の調査：前帯状皮質からの教訓は、

この手順の全体的な目標は、脳の深部からの電気生理学的信号を記録することです。これは、最初に対象領域に電極を配置することによって達成されます。その後、データ収集リグは患者のベッドサイドに設置され、最終ステップで簡単な認知タスクを実行する方法を患者に指示します。

電気生理学的信号は、患者がタスクを完了する間、電極を介して記録されます。最終的に、マルチテーパースペクトル分析を使用して、認知課題の難易度に応じて、局所場の分散、背側前帯状皮質の潜在的な活動を示します。硬膜下グリッド移植などの他の記録技術に対する立体ホログラフィーの利点は、ステレオEEGを使用すると、脳内の深部構造にアクセスできることです。

これは、発作がこれらの深い構造から生じている可能性があると考える場合、また研究の観点からも、私たちがアクセスできない脳の領域にアクセスできるため、臨床的に有利です。それ以外の場合、この手法は深部皮質および皮質下構造から来る発作の局在化に特に適しているため、患者の選択は非常に重要です。このような録音は、てんかんの分野における重要な疑問、例えば、発作はどこから始まるのか、という問いに答えるのに役立ちます。

発作はどこに広がり、これらの地域をどのようにマッピングしますか?ただし、標準的な脳波技術を使用すると、この方法はてんかんや発作の発生に関する洞察を得ることができ、認知、記憶、社会的認識など、神経科学の他の側面にも適用できます。一般に、この方法を初めて使用する人は、電気生理学的信号の取得が複雑になる可能性があるため、この手法のデータ収集コンポーネントに苦労します。

CTスキャンに続いて、患者を手術室に戻し、通常の滅菌方法に従って術野を準備します。次に、スキャンから印刷された定位座標を使用して、最初の深度電極の座標をヘッドフレームの横方向の垂直面と前方の後面に設定します。座標は、手術室のコンピュータワークステーションを使用して、ガイドブロックを使用して皮膚の挿入部位を特定し、マーキングペンでこの位置に印を付けるために、cos外科医によって検証され、必要に応じて変更されます。

マークされた切開部に1〜2ミリリットルの局所麻酔を注入します。次に、11番のメスを使用して、マークされた切開部を頭蓋骨まで切り込み、コーティングされたオプテレーターで指示された単極焼灼を使用して、ガイドブロックを使用して真皮と深部組織を焼灼します。適切な軌道を維持するには、2.1ミリメートルツイストドリルビットとハンドヘルド電動ドリルを使用してバー穴を作成します。

硬膜は、硬質コーティングされたオプテレータープローブによって導かれたモノポーラ焼灼を使用して硬膜を開き、ガイドブロックで軌道をガイドします。アンカーボルトを穴にねじ込み、事前に測定されたスタイレットプローブをアンカーボルトに通して、電極のトラックを作成します。次に、電極を事前に計算された深さまで慎重に進め、キャップされたアンカーボルトを締めて電極を固定します。

すべての電極に適切な配置軌道を確保するために、滅菌ドレープ透視鏡を手術野に持ち込み、AP透視画像を取得します。次に、電極を臨床EEGシステムに接続して、適切なインピーダンスを確認します。ドレッシングを置きます。

定位ヘッドフレームを取り外し、患者を麻酔から目覚めさせます。ビヘイビアタスクを設定するには、適切なビヘイビアソフトウェアを開き、マルチソース干渉タスクを実行するように設計された条件ファイルを設定します。同じ頻度の 4 つの試用版タイプすべてを含めるには、条件設定ボタンを押して目的の条件ファイルを選択します。

次に、表示ボックスの「テスト」をクリックして、ビヘイビア・ディスプレイ・モニターをテストします。テストの視覚刺激は2〜3秒間現れるはずです。次に、ボタンボックスをデータ集録ボードのアナログ入力と電源に接続します。

9つのリボンに分割されたリボンケーブルを使用して、データ集録ボードのデジタルIO部分のポート0から7に8つのリボンを接続します。9本目のリボンをデジタルPFI部分のゼロポートに接続。次に、ニューラルシグナルプロセッサソフトウェアで目的のサンプリングレートを設定します。

たとえば、ここでは、目的のサンプリングレートが50, 000サンプル/秒に設定され、エイリアスとダウンサンプルがオンラインに1000サンプル/秒に設定されています。アンプを光ファイバーケーブルを介してニューラルシグナルプロセッサに接続し、ニューラルシグナルプロセッサをデータストリーマーと光ファイバーケーブルを介してニューラルデータ収集コンピューターの光PCIカードに接続して、セットアップを完了します。データ集録を成功させるための鍵は、患者の部屋に入る前に信号処理のセットアップをテストして、録音をスムーズに進めることです。

ビヘイビアモニターの準備ができたとき。研究用機器を患者の部屋に運び、モニターを患者の前にポータブルテーブルの上に置きます。モニターを標準のDVIケーブルでビヘイビアコントロールコンピューターに接続し、録音リグを目立たない場所に配置します。

次に、研究記録を臨床システムから分離するスプリッターボックスに研究システムを接続します。次に、ボタンボックスを患者に渡し、対応するボタンを押してターゲットを識別するように患者に指示します。最後に、[実行]をクリックしてタスクを実行し、患者がニューラルシグナルプロセッサソフトウェアを使用して記録パラメータを制御するために、それぞれ150回の試行からなる2つのブロックを完了できるようにします。

患者が定位脳波電極の配置に選択されると、容積測定 T 2 および T 1 造影 MRI が実施されます。次に、定位 EEG 電極の軌跡は、容積 MRI シーケンスの定位ナビゲーションを使用して計画されます。この技術は、ここに示すように背側前帯状皮質のような皮質の奥深くにある構造からの局所電位の収集を容易にしますが、これは一般的な表面電極の配置では不可能です。

十分な回数のマルチソース干渉タスク試行の後、背側前帯状皮質の定位EEG電極からの局所電位データを前処理して、局所電界電位データをQプレゼンテーションに位置合わせし、さらに下流の分析を行います。さらに、局所フィールドを整列させると、ポテンシャルデータを平均化して、試験タイプ間の平均電気生理学的反応の変化を調べることができます。その後、マルチテーパースペクトログラムを作成して、周波数帯域の経時的な変化を調査します。

実際、頭皮として、EEG研究は、背側前帯状皮質で観察される活動に異なる周波数帯域を示唆しています。時間周波数解析は、背側前帯状皮質で観察された電気生理学的変化を適切な対応する行動と関連付けるための重要な方法です。一度マスターすると、最小限の合併症で約2〜3時間かかります。

この手順を試みるときは、記録されている皮質または皮質下領域に合わせて認知課題を調整することを忘れないでください。この手順に続いて、時間周波数分析などの他のデータ分析方法を適用できます。これにより、さまざまな種類の神経振動の影響をさまざまな時間に解き明

このビデオを見れば、定位配置された電極とデータ収集リグを使用して、脳の深部からの電気生理学的信号を記録する方法について十分に理解できるはずです。