Undersøgelse af virkningerne af hjernestimulering på kognitiv kontrol og associeret EEG hos mennesker.

Kognitiv kontrol er et centralt element i menneskets kognition, som er svækket ved flere psykiatriske sygdomme. Det er tæt forbundet med hjerneregioner, der er fremtrædende dysregulerede i sygdom, såsom den dorsale anterior cingulate cortex (dACC), den dorso-laterale præfrontale cortex (dlPFC), den orbitofrontale cortex (OFC) og amygdala. At forbinde kognitiv kontrol med specifikke neurale substrater og interaktioner på kredsløbsniveau er afgørende for at forstå, hvordan kontrolforstyrrelser fører til neurologiske og psykiatriske sygdomme. Dette er arbejde, der bedst udføres hos mennesker, og derfor vil vi studere kognitiv kontrol ved hjælp af intrakranielle lokalfeltpotentiale registreringer hos humane epilepsipatienter. Vi vil studere kognitiv kontrol hos patienter, som får implanteret elektroder til præ-kirurgisk lokalisering af epileptiske anfald. Disse patienter har elektroder i mange af de hjerneområder, der er involveret i kognitiv kontrol, hvilket er en unik mulighed for at optage fra den menneskelige hjerne på netværksniveau. Deltagerne vil udføre laboratorieopgaver, der måler kognitiv kontrol, mens vi registrerer hjernens elektriske aktivitet. Målet med dette forskningsforslag er at karakterisere og modellere kortikale oscillationer, der ligger til grund for konfliktløsningsaspektet af kognitiv kontrol i de sunde og angste/deprimerede mentale tilstande for at informere design af neuromodulationsinterventioner til genopretning mod sunde mentale tilstande. Vi vil tage tre komplementære tilgange til at nå dette mål. 1) Ved hjælp af intrakranielt EEG registreret hos epilepsipatienter, der gennemgår invasiv overvågning til kirurgisk evaluering, vil vi bestemme kortikale neurale oscillationer, der ligger til grund for kognitiv kontrol inden for rammerne af en konfliktopgave. Vi vil også bruge dette til at skelne mellem normale og deprimerede eller angste personer. 2) Vi vil bruge en kortikal model for neural population til at simulere og karakterisere mulige neurale mekanismer, der ligger til grund for dlPFC og temporale kortikale oscillationer observeret under konfliktbehandling. Vi vil bruge en datadrevet tilgang til at estimere relevante modelparametre. 3) Vi vil bruge modellen kalibreret til individuelle forsøgspersoner til at designe et kortikalt elektrisk stimuleringsparadigme til at modulere de simulerede svingninger mod en ønsket sund tilstand. Vi vil derefter validere vores model ved at teste modelforudsigelser i 4 menneskelige forsøgspersoner og afgøre, om vi med succes kan ændre både neurale signaler såvel som tilhørende adfærd.

Dette er ikke et randomiseret kontrolleret forsøg. Alle deltagere vil modtage hjerneregistrering, og alle vil modtage stimulering, når stimuleringsmetoderne er sat op. Randomiseringen vil være inden for emne: nogle blokke af opgaven vil blive udført under forskellige forhold, der understreger forskellige aspekter af kontrolberegningen. Nogle blokke vil have hjernestimulering, og nogle vil ikke.