Analýza elektrofyziologických záznamů z hluboké mozkové stimulace: emoční úloha

Abstract

Lidský mozek je velmi komplexní struktura a některé jeho funkce jsou pro nás i nadále záhadou. Největší problém při jeho studiu je získávání dat, protože neinvazivní metody nejsou dostatečně silné, aby zaznamenaly aktivitu neuronů z hlubokých mozkových struktur jako jsou například bazální ganglia. Nicméně jsou situace, kdy taková data můžeme získat pomocí invazivních mikroelektrod, například hluboká mozková stimulace. V této práci je analyzována neuronová aktivita v subthalamickém jádře. Nahrávky byly získány pří umisťování elektrod při hluboké mozkové stimulaci. Během operace, pacienti prováděli emoční úlohu, abychom mohli posoudit, jestli je nějaká specifická odpověď na různé druhy emocí – radost, strach, neutralita. Prostudované metody pro vyhodnocování byly implementovány jako softwarové nástroje. Výsledky analýzy dostupných dat ukazují že ačkoliv je subthalamické jádro primárně motorické centrum, některé neurony vykazovaly významně rozdílné reakce na základě emocí.

The human brain is a highly complex structure, and some of its functions are still a mystery. The biggest problem with studying its function is gaining the data because non-invasive methods are not sufficiently strong to record neuronal activity from depth brain structures like basal ganglia. However, in some situation where invasive microelectrode recordings can be used to gain valuable information about neuronal activity inside the brain, for example, deep brain stimulation. In this thesis, neuronal activity from the subthalamic nucleus is analyzed. The recordings were made during electrode placement for deep brain stimulation. During the surgery, patients fulfill the emotion task to see if there is a specific neuronal activity for different emotions - happiness, fear, and neutral. The methods for processing the recordings and their statistical evaluation were studied and implemented as software tools. The results of the analysis of given recordings show that although the subthalamic nucleus is mostly motoric centrum, some neurons had significantly different reactions based on emotion.