Инвазивные методы регистрации биопотенциалов головного мозга

Август 12, 2022

Главная
Медицина
Инвазивные методы регистрации биопотенциалов головного мозга

Содержание

2. Микроуровень (англ. microscale) – самый низший уровень организации головного мозга, отражающий активность одиночных нейронов за счет
5. Электрокортикография (англ. electrocorticography; ЭКоГ, ECoG) – это инвазивный способ электрофизиологического мониторинга биоэлектрической активности головного мозга, в
6. Плюсы и минусы высокое пространственное и временное разрешение; устойчивость к шуму; позволяет проводить прямую электростимуляцию головного
7. Области применения Экстраоперационная и интраоперационная регистрация эпилептических очагов; Электростимуляция (болезнь Паркинсона, эссенциальный тремор); Исследования коннективности ГМ;
8. Потенциал локального поля (англ. local field potential, LFP) – низкочастотная составляющая (⁠≲500Гц⁠) внеклеточного потенциала, зарегистрированного в
9. Регистрация Потенциалы локального поля регистрируется во внеклеточном пространстве в ткани мозга с помощью микроэлектродов, помещенного в
10. Плюсы и минусы простота метода; высокое временное разрешение; возможность применения метода in vitro; Инвазивность (при in
11. Мультиюнитная регистрация (multiunit recording, MUR) – метод регистрации биопотенциалов мозга, основанный на использовании электродов с большой
12. Регистрация
13. Регистрация
14. Регистрация (HDMEA)
15. Плюсы и минусы высокое пространственное разрешение; высокое временное разрешение; низкая степень травмирования за счет малых размеров;
16. На уровне нейронной популяции: Изучение функциональной коннективности Изучение спайковой активности группы нейронов (частота, интервал между спайками,
17. Метод позволяет регистрировать на изолированных клетках их потенциалы, токи или одиночные ионные каналы посредством специальной стеклянной
18. Регистрация
19. Регистрация Конфигурации: а, б – cell-attached в – inside-out patch г – whole-cell д – outside-out
20. Плюсы и минусы Очень высокая чувствительность; Возможность изучения свойств каналов в широком диапазоне условий; Возможность исследования
22. Скачать презентацию

Слайд 2

Микроуровень (англ. microscale) – самый низший уровень организации головного мозга, отражающий активность одиночных нейронов

за счет синаптических и молекулярных механизмов.
Мезоуровень (англ. mesoscale) – уровень, находящийся между микро- и макроуровнем, на котором происходит взаимодействия между крупными нейронными ансамблями.
Макроуровень (англ. macroscale) – используется для определения областей мозга и крупномасштабных связей между ними.

Уровни организации ГМ

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Электрокортикография (англ. electrocorticography; ЭКоГ, ECoG) – это инвазивный способ электрофизиологического мониторинга биоэлектрической активности головного

мозга, в основе которого лежит регистрация электрических потенциалов с помощью субкортикально (эпидурально или субдурально), расположенных электродов.

Электрокортикография

Слайд 6

Плюсы и минусы
высокое пространственное и временное разрешение;
устойчивость к шуму;
позволяет проводить

прямую электростимуляцию головного мозга, выявляя критические участки коры, которых следует избегать во время операции.

инвазивность;
ограниченное время выборки –пароксизмы (иктальные события) могут не записываться в течение периода записи ЭКоГ;
ограниченное поля обзора – размещение электрода ограничено областью обнаженной коры и временем операции, возможны ошибки выборки;
запись зависит от влияния анестетиков, наркотических анальгетиков и самой операции.

Слайд 7

Области применения
Экстраоперационная и интраоперационная регистрация эпилептических очагов;
Электростимуляция (болезнь Паркинсона, эссенциальный тремор);
Исследования коннективности

ГМ;
ИМК;
Индукция кортикальной пластичности.

Слайд 8

Потенциал локального поля (англ. local field potential, LFP) – низкочастотная составляющая (⁠≲500Гц⁠) внеклеточного

потенциала, зарегистрированного в головном мозге внеклеточным электродом.
Потенциал локального поля – не локален.
В основном применяется для исследований функциональной коннективности.

Потенциал локального поля

Слайд 9

Регистрация
Потенциалы локального поля регистрируется во внеклеточном пространстве в ткани мозга с помощью микроэлектродов, помещенного

в мозг анестезированного животного или в тонкий срез мозга in vitro. Для этого могут использоваться металлические (платино-иридиевые или вольфрамовые), кремниевые.
Длязаписей LFP можно использовать микроэлектроды размером >16 мкм × 16 мкм.

Слайд 10

Плюсы и минусы
простота метода;
высокое временное разрешение;
возможность применения метода

in vitro;

Инвазивность (при in vivo);
сложность интерпретации;
низкое пространственное разрешение в сравнении с MUR и SUR

Слайд 11

Мультиюнитная регистрация (multiunit recording, MUR) – метод регистрации биопотенциалов мозга, основанный

на использовании электродов с большой площадью контакта, что позволяет наблюдать за целыми популяциями нейронов. Используется при невозможности регистрации активности отдельных нейронов или для исследования отдельных нейронных ансамблей.
Регистрация активности одиночных нейронов (singleunit recording, SUR) – метод исследования, основанный на регистрации биопотенциалов отдельного нейрона системой микроэлектродов.
Может проводится как in vivo, так и in vitro.

MUR и SUR

Слайд 12

Регистрация

Слайд 13

Регистрация

Слайд 14

Регистрация (HDMEA)

Слайд 15

Плюсы и минусы
высокое пространственное разрешение;
высокое временное разрешение;
низкая степень

травмирования за счет малых размеров;
возможность стимуляции;
широкий потенциал для практического применения.

Высокая сложность исполнения;
Дороговизна оборудования.

Слайд 16

На уровне нейронной популяции:
Изучение функциональной коннективности
Изучение спайковой активности группы нейронов

(частота, интервал между спайками, продолжительность и т. д.)
Получить полную карту активности
Изучение индекса синхронности активности
% активной площади
На уровне одиночного нейрона:
Изучение спайковой активности отдельного нейрона (частота, амплитуда и т.д.)
Исследование возбудимости
Отслеживание распространения потенциала действия аксонов
Проводить измерение невритов/аксонов их длины и ветвлений
Помимо этого:
в изучении действия различных лекарственных препаратов;
скрининге нейрональной токсичности;
в создании функциональных моделей заболеваний показали себя не хуже, чем исследования на животных;
анализе стволовых клеток и многое другое.

Области применения

Слайд 17

Метод позволяет регистрировать на изолированных клетках их потенциалы, токи или одиночные

ионные каналы посредством специальной стеклянной пипетки (patch-пипетки), напоминающей микроэлектрод.
Кроме того, метод позволяет регистрировать ионные каналы с изолированного кусочка мембраны, который может быть расположен по отношению к отверстию пипетки либо внешней, либо внутренней стороной.

Patch clamp

Слайд 18

Регистрация

Слайд 19

Регистрация
Конфигурации:
а, б – cell-attached
в – inside-out patch
г – whole-cell
д – outside-out

patch

Слайд 20

Плюсы и минусы
Очень высокая чувствительность;
Возможность изучения свойств каналов в

широком диапазоне условий;
Возможность исследования процессов на молекулярном уровне;
Высокое временное разрешение;
Высокое пространственное разрешение – производится исследование отдельной клетки.

Дороговизна оборудования;
Трудоемкий и время затратный метод.

Инвазивные методы регистрации биопотенциалов головного мозга

Содержание

Микроуровень (англ. microscale) – самый низший уровень организации головного мозга, отражающий активность одиночных нейронов

Электрокортикография (англ. electrocorticography; ЭКоГ, ECoG) – это инвазивный способ электрофизиологического мониторинга биоэлектрической активности головного

Плюсы и минусывысокое пространственное и временное разрешение; устойчивость к шуму;позволяет проводить

Потенциал локального поля (англ. local field potential, LFP) – низкочастотная составляющая (⁠≲500Гц⁠) внеклеточного

РегистрацияПотенциалы локального поля регистрируется во внеклеточном пространстве в ткани мозга с помощью микроэлектродов, помещенного

Плюсы и минусы простота метода; высокое временное разрешение; возможность применения метода

Мультиюнитная регистрация (multiunit recording, MUR) – метод регистрации биопотенциалов мозга, основанный

Регистрация

Регистрация

Регистрация (HDMEA)

Плюсы и минусы высокое пространственное разрешение; высокое временное разрешение; низкая степень

На уровне нейронной популяции:Изучение функциональной коннективности Изучение спайковой активности группы нейронов

Метод позволяет регистрировать на изолированных клетках их потенциалы, токи или одиночные

Регистрация

РегистрацияКонфигурации:а, б – cell-attachedв – inside-out patchг – whole-cellд – outside-out

Плюсы и минусы Очень высокая чувствительность; Возможность изучения свойств каналов в

Похожие презентации

Плюсы и минусы
высокое пространственное и временное разрешение;
устойчивость к шуму;
позволяет проводить

Регистрация
Потенциалы локального поля регистрируется во внеклеточном пространстве в ткани мозга с помощью микроэлектродов, помещенного

Плюсы и минусы
простота метода;
высокое временное разрешение;
возможность применения метода

Плюсы и минусы
высокое пространственное разрешение;
высокое временное разрешение;
низкая степень

На уровне нейронной популяции:
Изучение функциональной коннективности
Изучение спайковой активности группы нейронов

Регистрация
Конфигурации:
а, б – cell-attached
в – inside-out patch
г – whole-cell
д – outside-out

Плюсы и минусы
Очень высокая чувствительность;
Возможность изучения свойств каналов в