Intrakraniální EEG k testování, jak neinvazivní stimulace ovlivňuje paměť závislou na hipokampu

Tento průzkumný projekt kombinuje neinvazivní stimulaci mozku s invazivními/neurochirurgickými elektrofyziologickými záznamy u lidí za účelem identifikace mechanismů, jak stimulace zaměřená na hipokampální síť ovlivňuje výkon epizodické paměti. Dysfunkce hipokampální sítě je spojena s poruchami epizodické paměti u různých neurologických a psychiatrických onemocnění. Klíčové oblasti této sítě, jako je hipokampus, jsou příliš hluboko v mozku, aby byly přímo ovlivněny dobře ověřenými neinvazivními neuromodulačními přístupy. Nepřímo cílená stimulace hipokampu („HITS“) řeší toto omezení tím, že cílí na hipokampus nepřímo prostřednictvím stimulaci dostupných neokortikálních lokalit hipokampální sítě, na které je aplikována vzorovaná transkraniální magnetická stimulace. HITS spolehlivě zlepšuje výkon epizodické paměti a zvyšuje fMRI aktivitu hipokampální sítě, včetně hipokampu. Není však jasné, jak HITS ovlivňuje neuronální aktivitu, aby vyvolal tyto účinky. Výkon paměti je podporován prostorově-časově koordinovanou neuronální aktivitou hipokampální sítě, jako je synchronizace oscilační aktivity v pásmu theta frekvencí. Výzkumníci předpokládají, že HITS přímo ovlivňuje tuto koordinovanou aktivitu v rámci hipokampální sítě. Alternativně by HITS mohl mít řadu nespecifických, nepřímých nebo neuromodulačních účinků, které nemusí být nutně specifické pro hipokampální síť. Intrakraniální EEG (iEEG) zaznamenané z multikontaktních hloubkových makroelektrod u pacientů podstupujících neurochirurgické výkony poskytuje potřebnou časovou a prostorovou přesnost potřebnou k testování hypotézy, že HITS přímo ovlivňuje aktivitu hipokampální sítě. Výzkumníci proto provedou HITS u pacientů podstupujících iEEG. Výzkumníci určí dopad HITS na aktivitu hipokampální sítě ve srovnání s mimocílovými oblastmi mozku. Aby otestovali, zda HITS ovlivňuje koordinaci oscilační aktivity v pásmu theta, která je pro paměť obzvláště důležitá, výzkumníci použijí stimulační rytmus, který by měl tuto aktivitu maximálně ovlivnit (theta-burst vzorovaná stimulace), versus kontrolní rytmy a budou podávat HITS během paměťového úkolu versus během období bez úkolu. Toto je ideální průzkumný projekt, protože HITS-iEEG má silné vědecké opodstatnění, ale zahrnuje mnoho technických a logistických výzev, které je třeba ještě vyřešit. Úspěch by mohl motivovat vysoce přínosný výzkum využívající HITS-iEEG. Například pochopení neuronálních mechanismů, jak HITS zlepšuje epizodickou paměť, by mohlo osvětlit, jak dosáhnout posílení paměti pomocí jiných metod, jako je hluboká mozková stimulace, přenosné neinvazivní metody elektrické stimulace nebo nové generace neinvazivních stimulačních technologií. Tento budoucí výzkum by měl silný vědecký potenciál při poskytování stimulačních kauzálních testů vztahů mezi mozkem a chováním pro paměť. Zjištění by mohla motivovat terapii mozkovou stimulací pro neurologické a psychiatrické poruchy paměti.