Neurale mekanismer for rumlige repræsentationer hinsides selvet

Dette forskningsstudie er baseret på en unik mulighed for at arbejde med neurokirurgiske patienter, som allerede har elektroder implanteret i dybe hjernestrukturer af kliniske årsager (dvs. til overvågning og behandling af farmako-resistent epilepsi). Forskningsprocedurer vil kun blive udført med patienter, som allerede har sådanne elektroder implanteret af kliniske årsager; der vil ikke blive implanteret elektroder til forskningsformål, og forskerne vil ikke have indflydelse på implantationsprocedurerne for disse elektroder. To grupper af deltagere vil blive bedt om at deltage i forskningsstudiet: 1. Hospitalsindlagte patienter, som får indopereret elektroder midlertidigt (typisk i op til to uger) til epilepsimonitorering i epilepsimonitoreringsenheden (ØMU-deltagere). 2. Patienter, som har kronisk/permanent implanterede elektroder som en del af NeuroPace RNS-systemet til behandling af epilepsi (RNS-deltagere). Uafhængigt af og forud for forskningsstudiet beslutter patientens kliniske plejeteam (neurologer, neurokirurger osv.) om elektroder eller RNS-systemet skal implanteres udelukkende baseret på kliniske kriterier. Hvis elektroder eller RNS-systemet implanteres, vil patienterne blive tilbudt at deltage i forskningsstudiet; Beslutningen om at deltage i forskningsstudiet vil dog ikke have nogen indflydelse på patientens behandling eller kliniske pleje.

Screenings-, rekrutterings- og samtykkeprocedurer for ØMU-deltagere:

Hvis det kliniske plejeteam beslutter - uafhængigt af forskningsstudiet - at en patients kliniske tilstand fortjener implantation af midlertidige elektroder og indlæggelse i epilepsimonitoreringsenheden (EMU), vil patientens neurologer eller neurokirurger invitere patienten til at deltage i forskningsstudiet. Neurokirurgerne og neurologerne gør det klart for patienten, at beslutningen om at deltage i forskningen er helt frivillig, og at patientens medicinske behov ikke på nogen måde vil blive påvirket af denne beslutning. For patienter, der er interesserede i at deltage i forskningsundersøgelsen, mødes hovedforskerne med patienten for at diskutere samtykkeerklæringen. Efterfølgende sikrer hovedinvestigatoren sig også, at patienten fuldt ud forstår samtykkeerklæringen og understreger igen over for patienten, at deltagelse er helt frivillig, og at patientens beslutning om at deltage eller ej vil have nogen indflydelse på deres lægebehandling. Hvis patienterne er lokale, mødes forskerteamet med patienten på UCLA før eller efter præ-kirurgiske tests. Dette gøres normalt 1-3 uger før operationen. For patienter, der rejser langdistance, kan diskussionen finde sted dagen før operationen. Efter diskussion underskriver patienten samtykkeerklæringen til at deltage i forskningsundersøgelsen, og den medunderskrives af hovedinvestigatoren.

Screenings-, rekrutterings- og samtykkeprocedurer for RNS-deltagere:

For den foreslåede undersøgelse har efterforskerne allerede identificeret en række patienter til andre igangværende undersøgelser, der modtog NeuroPace RNS System på UCLA medicinsk center med RNS-enheder implanteret i mediale temporallapsregioner. Disse patienter er blevet identificeret gennem deres neurokirurg eller neurolog, som er en del af undersøgelsesteamet. Disse neurokirurger og neurologer vil informere deres patienter om muligheden for at deltage i dette forskningsstudie. Neurokirurgerne og neurologerne gør det klart for patienten, at beslutningen om at deltage i forskningen er helt frivillig, og at patientens medicinske behov ikke på nogen måde vil blive påvirket af denne beslutning. Potentielle forsøgspersoner uden for UCLA-medicinsk center kan have foreløbig kontakt fra deres behandlende læge fra en henvisende institution. Hvis patienter angiver interesse for undersøgelsen, vil hovedinvestigator, fakultetssponsor eller studiekoordinator tage første direkte kontakt via telefon på et privat sikkert sted for at introducere og beskrive undersøgelsen, hvorefter yderligere information og kopi af samtykkeerklæring kan sendes til gennemgang via sikker krypteret e-mail og/eller mail, hvis det er nødvendigt. Hovedinvestigatorerne sikrer også, at patienten fuldt ud forstår samtykkeerklæringen og understreger igen, at deltagelse er helt frivillig, og at patientens beslutning om at deltage ikke vil have nogen indflydelse på deres lægebehandling. Potentielle deltagere vil tidligst blive kontaktet 3 måneder efter deres RNS-systemplacering for at se, om patienten ville være interesseret i at melde sig frivilligt til undersøgelsen. Samtykke kan indhentes over telefonen eller internettet for deltagere, der kræver udvidede rejsearrangementer og indkvartering. Deltagere, især dem, der har givet samtykke over telefonen eller via internettet, vil blive forsynet med en fysisk kopi af samtykkeerklæringen og bedt om at underskrive den, før de udfører undersøgelsesprocedurer.

Adfærdsmæssige opgaver:

RNS-deltagere vil udføre både frit bevægelige og stationære visningsbaserede rumlige navigations- og observationsopgaver, hvorimod ØMU-deltagere kun vil udføre stationære visningsbaserede rumlige navigations- og observationsopgaver. Intrakraniel elektroencefalografisk (iEEG) aktivitet hos RNS-deltagere og fælles enkelt-neuronaktivitet og lokale feltpotentialer (LFP) hos EMU-deltagere vil blive registreret, mens deltagerne udfører varianter af selvnavigations- og observationsopgaver, svarende til vores tidligere arbejde. Alle rumlige navigations- og observationsopgaver vil have den grundlæggende struktur som følger:

• Selvnavigationsopgave: RNS-deltagere vil navigere i et forsøgsrum (størrelse ca. 19,4 × 17,1 fod), hvor 20 unikke skilte (kombinationer af en enkelt farve pr. væg med numrene 1 til 5) er monteret langs de 4 rumvægge. Derudover vil flere foruddefinerede målplaceringer (hver navngivet med et bogstav) være tilfældigt fordelt i hele lokalet, men ikke synlige for deltagerne. Deltagerne vil gentagne gange blive bedt om at navigere til et af de synlige tegn (f.eks. "Gå til skilt gul-4") eller om at finde og lære en af ​​de usynlige målplaceringer (f.eks. "Find målplacering T"). ØMU-deltagere vil blive bedt om at udføre selvnavigationsopgaverne i et virtuelt miljø, som er en nøjagtig virtuel kopi af det rigtige forsøgsrum. For at sikre en maksimalt fordybende oplevelse, vil deltageren se dette rum fra førstepersonsperspektiv via et hovedmonteret display, og deltageren vil virtuelt kunne gå rundt i dette rum ved hjælp af trådløse controllere. I tilfælde af ubehag kan opgaver også udføres på en stationær computerskærm.
• Observationsopgave: RNS-deltagere vil sidde i hjørnet af forsøgsrummet og observere en anden person (dvs. en forsøgsleder), der går rundt i rummet i en tilsyneladende tilfældig bane (faktisk vil banen være foruddefineret og kontrolleret, men ukendt for deltagerne). Deltagerne vil blive bedt om at trykke på en knap, når eksperimentatoren rammer en af ​​de tidligere lærte usynlige målplaceringer. ØMU-deltagere vil også udføre denne opgave; ØMU-deltagere vil dog se rummet og den anden person i en video, der er optaget fra et hjørne af lokalet. Denne video vil blive vist i det hovedmonterede display for at efterligne oplevelsen fra en observatørs førstepersons perspektiv (som om deltageren faktisk ville sidde i det rigtige lokalehjørne). I tilfælde af ubehag kan opgaver også udføres på en stationær computerskærm. Til forskellige undersøgelsesformål vil deltagerne blive bedt om at udføre let modificerede versioner af observationsopgaven: I stedet for en anden person vil deltagerne blive bedt om at observere bevægelserne af et livløst objekt (en elektrisk fjernstyret platform, der ligner en fjernstyret legetøjsbil), eller at observere ikke én, men flere andre mennesker, der bevæger sig gennem forsøgsrummet. Og deltagerne vil blive bedt om blot at forestille sig bevægelser af andre individer og genstande i hele rummet, mens ingen andre individer/objekter er fysisk til stede.

Elektrofysiologiske optagelser hos EMU-deltagere under opgaveudførelse:

For deltagere med midlertidigt implanterede elektroder i epilepsimonitoreringsenheden (EMU) ved UCLA, vil Neuroport System (Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT) blive brugt til dataindsamling, som registrerer single-unit og LFP neuronal aktivitet sammen med den samtidige optagelse kliniske systemer til epilepsimonitorering.

Elektrofysiologiske optagelser hos RNS-deltagere under opgaveudførelse:

Deltagerne har det kronisk/permanent implanterede FDA-godkendte RNS-system af kliniske årsager (dvs. behandling af epilepsi), som er designet til at behandle epileptiske anfald ved kontinuerligt at registrere elektrofysiologisk aktivitet fra patientens hjerne under dagligdagsaktiviteter og levere elektrisk stimulation, når det er unormalt. aktivitetsmønstre (f.eks. epileptisk anfaldslignende aktivitet) påvises. Til forskningsstudiet vil undersøgelsesholdet bruge RNS-systemets almindelige optagefunktioner, mens deltagerne udfører de beskrevne navigations- og hukommelsesopgaver.

Bevægelsessporing under adfærdsmæssige opgaver:

For RNS-deltagere vil deltagernes placering i forsøgsrummet løbende blive sporet med sub-millimeter opløsning ved hjælp af OptiTrack motion tracking-systemet (Natural Point Inc.). Bevægelsessporing vil ikke blive udført for ØMU-deltagere, da disse deltagere kun udfører stationære visningsbaserede opgaver.

Eye tracking under adfærdsmæssige opgaver:

RNS-deltageres øjenbevægelser vil blive optaget ved hjælp af et mobilt eye tracking-headset, som også gør det muligt at kortlægge deltagerens blik (dvs. deres visuelle fokus) på videoen af ​​et integreret 'verdenskamera', der fanger miljøet fra deltagerens synspunkt. . EMU-deltageres øjenbevægelser vil blive registreret med en indbygget eyetracker i det hovedmonterede display, der giver øjenbevægelser samt blikpositionsdata.