Pochopení prefrontálních a mediálních temporálních neuronálních odpovědí na algoritmické kognitivní proměnné u pacientů s epilepsií

Lidé mají pozoruhodnou schopnost pružně interagovat s prostředím. Přesvědčivou ukázkou této kognitivní flexibility je schopnost člověka správně reagovat na nové kontextové situace na první pokus, bez předchozího zkoušení. Vyšetřovatelé označují tuto schopnost jako „ad hoc sebeprogramování“: „ad hoc“, protože tyto nové behaviorální repertoáry jsou dlážděné dohromady za běhu na základě okamžité poptávky a poté vyřazeny, když už to není nutné; „samoprogramování“, protože mozek se musí vhodně nakonfigurovat na základě požadavků úkolu a určité kombinace předchozích zkušeností a/nebo instrukcí. Celkovým cílem našeho výzkumného úsilí je porozumět neurofyziologickému a výpočetnímu základu pro ad hoc samostatně naprogramované chování. Předchozí projekt U01 (NS 108923) se zaměřil na to, jak jsou tyto akční programy zpočátku vytvářeny. Dosavadní výsledky odhalily vzrušující představy o tom, jak mozek tyto programy reprezentuje a jak se v nich pohybuje. V tomto návrhu se proto vyšetřovatelé zaměřují na otázku, jak jsou tyto mentální programy prováděny. Na základě předběžných zjištění a kritické koncepční práce vyšetřovatelé navrhují, aby mediální temporální lalok (MTL) a ventrální prefrontální kortex (vPFC) vytvořily reprezentace kritických prvků těchto mentálních programů, včetně pojmů, jako jsou „pravidla“ a „místa“. , aby byla umožněna efektivní navigace v algoritmu. Tato data naznačují existenci „algoritmického stavového prostoru“ reprezentovaného v mediálních temporálních a prefrontálních oblastech. Tento návrh si klade za cíl pochopit neurofyziologické základy tohoto algoritmického stavového prostoru u lidí. Studiem lidí budou vyšetřovatelé těžit ze silné schopnosti našeho druhu pro zobecnění, aby pochopili, jak jsou takové stavové prostory konstruovány. Vyšetřovatelé proto využívají jedinečné příležitosti dostupné ve výzkumu lidské neurovědy k záznamu z jednotlivých buněk a signálů na úrovni populace, stejně jako k použití intrakraniální stimulace pro kauzální testování, k řešení tohoto náročného problému. V cíli 1 vyšetřovatelé studují základní reprezentace algoritmického stavového prostoru pomocí nového behaviorálního úkolu, který vyžaduje okamžité vytvoření jedinečných plánů akce. Cíl 2 přímo porovnává reprezentace algoritmického stavového prostoru s fyzickým prostorem tím, že vedle sebe staví vyvážené verze prostorových a algoritmických úloh v prostředí virtuální reality (VR). Nakonec v cíli 3 vyšetřovatelé testují hypotézy týkající se interakcí mezi vPFC a MTL pomocí intrakraniální stimulace.