전기 뇌 자극

Electrical brain stimulation
뇌에 전기 자극을 전달하는 데 사용되는 실험실 쥐의 만성 아고정전극 삽입물.

초점뇌자극(FBS)이라고도 불리는 전기뇌자극(EBS)은 전류를 이용하여 세포막의 직간접적인 분비를 통해 뇌의 뉴런이나 신경망을 자극하기 위해 연구와 임상 신경생물학에서 사용되는 전기요법과 기법의 일종이다. 그것은 연구나 치료 목적으로 사용된다.

역사

전기 뇌 자극 요법 19세기 상반기에 루이지 Rolando[표창 필요한](1773–1831)와 피에르 Flourens[표창 필요한](1794–1867) 같은 개척 연구자들에 의해, 기능의 근육 wer 배짱이 이탈리아의 의사 17371798이탈리아 해부학자.(1737–1798)에 의해 발견된 후 뇌 지방화, 공부하는 데 사용되었다.e전기적으로 흥분하기 쉽다. 뇌 자극에 의한 대뇌피질 표면의 자극은 에두아르 히치히(1838–1907) 구스타프 프리치(1838–1927), 데이비드 페리에(1842–1928), 프리드리히 골츠(1834–1902) 등의 연구자들에 의해 동물의 운동피질을 조사하는데 사용되었다. 인간의 피질도 로버트 바르톨로우(1831–1904)와 페도르 크라우스(1857–1937)와 같은 신경학자와 신경학자에 의해 전기적으로 자극을 받았다.

다음 세기에는 영국의 신경외과의 선구자 빅터 호슬리(1857–1916)가 입체법을 발명하고, 스위스 신경생리학자 월터 루돌프 헤스(1881–1973), 호세 델가도(1915–2011) 등이 직선으로 제조한 전극을 이용해 만성 전극 임플란트를 개발함으로써 기법이 향상되었다. 고양이나 원숭이처럼 자유롭게 번식하는 동물들의 뇌 깊숙이 삽입될 수 있는 절연선 이 접근법은 박사에 의해 사용되었다.제임스 올즈(1922~1976)와 동료들은 뇌 자극 보상과 쾌락 센터를 발견한다. 미국계 캐나다인 신경외과 의사 와일더 펜필드(1891~1976)와 몬트리올 신경학연구소 동료들은 깨어있는 신경외과 환자들에게 뇌피질의 광범위한 전기 자극을 사용하여 운동과 감각적 호문쿨루스(모터와 센의 분포에 따른 뇌피질 내 신체의 표현)를 조사했다.소리아 영토

EBS는 로버트 갈브레이스 히스 박사, 호세 델가도 박사, 와일더 펜필드 박사의 작품에 뗄 수 없이 얽혀 있다. 뇌 국산화 연구 중 신경외과 의사 펜필드가 자발적 간질을 관찰하거나 대뇌피질의 표면을 전기적으로 자극해 인간의 정서적 반응을 이끌어낼 수 없었다는 점이 관심거리다. 신경생리학자인 호세 델가도 박사는 이 규칙의 몇 가지 예외에 주목했다. 이와는 대조적으로 EBS는 뇌의 국부적 영역에 깊이 이식된 전극(심층 뇌 자극; DBS)을 통해 앞에서 설명한 바와 같이 실험실 동물과 인간에게 쾌적하고 혐오적인 반응을 이끌어냈다.[1][2][3]

EBS는 앞 시상하부의 자극에 의한 고양이들의 가짜 분노의 의식적, 운동적 반응을 이끌어낼 수 있을 뿐만 아니라, 측면 시상하부의 자극에 의한 실험동물과 뇌의 다양한 깊은 영역을 자극함으로써 두 실험동물 모두에서 "진정한 분노"라는 보다 복잡한 감정적, 행동적 요소들을 이끌어낼 수 있었다. 간질 환자의 EBS는 뇌의 표면에서 발작과 편도체의 자극으로 병리학적 공격과 분노를 촉발할 수 있다.[3][4]

과정

2-광자 배설 현미경 검사에서는 미세 자극이 4mm까지의 거리까지 낮은 전류(낮은 10μA)에서도 전극 주위에서 희박하게 뉴런을 활성화하는 것으로 나타났다. 이것은 전극의 끝에 훨씬 더 가까운 다른 뉴런을 특별히 선택하지 않고 일어난다. 이는 전극 끝 부근 반경 15μm 이내를 통과하는 축이나 덴드라이트의 유무에 의해 뉴런의 활성화가 결정되기 때문이다. 전류가 증가함에 따라 뉴런 액손과 덴드라이트를 활성화하는 팁 주변의 부피가 증가하며, 이를 통해 뉴런의 수가 활성화된다. 활성화는 시냅스 활성화보다는 직접적인 탈극화 때문일 가능성이 크다.[5]

영향들

EBS 연구의 종합적인 검토는 대상 뇌 부위에 따라 자극의 많은 다른 급성 영향의 목록을 작성했다. 다음은 문서화된 효과의 몇 가지 예들이다.[6]

방추형 회초리의 얼굴에 민감한 부위에 있는 EBS방송은 환자가 자신과 함께 방에 있는 사람들의 얼굴이 '정형화'되었다고 보도하게 하고, "코피가 눅눅해져서 왼쪽으로 가버렸어. [...] 얼굴만 바뀌었을 뿐 다른 것은 다 똑같았어."[7]라고 왜곡되게 했다.

치료적 응용

파킨슨병 수술을 위해 뇌의 기저조직에 전극을 삽입하는 데 사용되는 입체 기구.

치료적 EBS의 예는 다음과 같다.

강한 전류는 기능적인 가역성 자극 대신 신경조직에 국부적인 병변을 일으킬 수 있다. 이 성질은 파킨슨병, 초점 간질, 정신수술과 같은 다양한 치료에서 신경외과적 시술에 사용되어 왔다. 때로는 병변 전류(전기 응고)를 통과하기 전에 결함이 있는 기능을 찾아내기 위해 뇌를 탐사하는 데 동일한 전극을 사용한다.

참조

  1. ^ Penfield, Wilder (1974). Speech and Brain Mechanisms. New York: Atheneum.
  2. ^ Delgado, Jose (1986). Physical Control of the Mind: Toward a Psychocivilized Society. New York: Harper and Row.
  3. ^ a b Faria, Miguel A. "Violence, mental illness, and the brain - A brief history of psychosurgery: Part 2 - From the limbic system and cingulotomy to deep brain stimulation". Surg Neurol Int 01-Jun-2013;4:75. Retrieved April 7, 2014.
  4. ^ Mark, Vernon (1970). Violence and the Brain. New York: Harper and Row.
  5. ^ Histed, MH; Bonin, V; Reid, RC. (2009). "Direct activation of sparse, distributed populations of cortical neurons by electrical microstimulation". Neuron. 63 (4): 508–22. doi:10.1016/j.neuron.2009.07.016. PMC 2874753. PMID 19709632.
  6. ^ Aslihan Selimbeyoglu; Josef Parvizi (30 May 2010). "Electrical stimulation of the human brain: perceptual and behavioral phenomena reported in the old and new literature". Frontiers in Human Neuroscience. 4 (46): 46. doi:10.3389/fnhum.2010.00046. ISSN 1662-5161. PMC 2889679. PMID 20577584.
  7. ^ Josef Parvizi; Corentin Jacques; Brett L. Foster; Nathan Withoft; Vinitha Rangarajan; Kevin S. Weiner; Kalanit Grill-Spector (24 Oct 2012). "Electrical Stimulation of Human Fusiform Face-Selective Regions Distorts Face Perception". Journal of Neuroscience. 32 (43): 14915–14920. doi:10.1523/JNEUROSCI.2609-12.2012. ISSN 1529-2401. PMC 3517886. PMID 23100414.