Farmakologisk modulering af hjerneoscillationer i hukommelsesbehandling

Patientidentifikation: Studieholdet planlægger at rekruttere voksne patienter, som gennemgår invasiv elektroencefalografisk (EEG) overvågning som en del af en standard klinisk procedure til behandling af farmakologisk resistent epilepsi på UT Southwestern. Patienter identificeres ud fra puljen af ​​patienter, der blev præsenteret på epilepsihåndteringskonferencen og kontaktet, når de præsenteres for klinikken til evaluering med henblik på anfaldskirurgi.

Undersøgelsesprocedurer: Deltagelse finder kun sted i det tidsrum, hvor elektroderne er kirurgisk på plads. Aktiv deltagelse ophører, når elektroderne er fjernet. Forsøgspersonen kan afslå at deltage i kognitive testsessioner på ethvert givet tidspunkt under intrakraniel overvågning på hospitalsindlæggelse og informeres om retten til at forlade undersøgelsen til enhver tid. De neuropsykologiske opgaver beskrevet nedenfor vil blive administreret af nøglepersoner på undersøgelsen. Dataene vil blive afidentificeret og konverteret til signaldata til behandling og analyse. Undersøgelsespersonale, undtagen PI (alias 'eksperimentører') vil udføre analyser.

Når patienter er i epilepsimonitoreringsenheden (EMU), vil forsøgspersoner blive randomiseret til enten at modtage en dosis scopolamin (5 ug/kg) eller saltvand (sham) via IV. Cirka 15 minutter efter administration vil deltageren derefter gennemføre enten en episodisk eller en rumlig hukommelsesopgavesession. Den følgende dag, eller mindst fire halveringstider efter den første session, vil deltageren modtage den alternative agent, der ikke er givet den første dag. For eksempel, hvis patienten fik Scopolamin den første dag, så modtages saltvandet (sham) den anden dag og omvendt. Deltagerne vil derefter gennemføre en ekstra episodisk eller rumlig hukommelsesopgavesession cirka 15 minutter efter administration. ,

Dag 1: Randomiseret til at modtage enten Scopolamin eller saltvand (sham); Fuldfør episodisk eller rumlig hukommelsesopgavesession Dag 2: Modtager alternativ agent fra dag 1; Fuldfører episodisk eller rumlig hukommelsesopgavesession

Tidsforsinkelsen mellem sessioner vil forblive konsekvent, uanset om scopolamin eller saltvand blev administreret under den første session. Deltagerne vil ikke blive administreret mere end én dosis i løbet af en enkelt session.

Den behandlende læge og sygeplejerske vil vide, om der administreres scopolamin eller saltvand, men deltageren vil ikke vide, om det administreres, før efter begge sessioner er afsluttet.

Deltagerens behandlende sygeplejerske vil administrere intravenøs scopolamin og/eller saltvand.

Virkningerne af scopolamin vil gøre ægte patientblænding vanskelig, men til dette vil undersøgelsen blive modelleret på fMRI-opgaver, hvor administrationen blev blindet.

Fysiologisk monitorering: Patienter i epilepsimonitorering gennemgår hele tiden EKG og pulsiltmonitorering som en del af rutineplejen, og dette vil ikke blive afbrudt i undersøgelsesperioden. En bestyrelsescertificeret anæstesiolog vil være til stede i begyndelsen af ​​perioden for at behandle eventuelle kardiopulmonale komplikationer ved hjælp af standardteknikker, hvis det er nødvendigt, og vil være øjeblikkeligt tilgængelig på hospitalet for at reagere med eventuelle andre bekymringer.

Oversigt over hukommelsestestning: De kognitive eksperimenter varer typisk 30-75 minutter og er uden fysisk risiko for deltagerne. Afhængigt af patientens entusiasme kan der udføres flere forsøg med mellemliggende hvilepauser, og sessioner kan vare flere timer. Deltagere kan stoppe og genoptage når som helst. Deltagerne, som generelt er indlagt i 1-2 uger på grund af epilepsi, vælger, hvor ofte de vil deltage i forsøgssessionerne. Ved at deltage i kognitive opgaver pådrager sig patienterne ingen yderligere medicinsk eller kirurgisk risiko, og rapporterer faktisk ofte, at de spillignende testprotokoller giver lindring fra kedsomheden ved at vente på anfald. Inden for hver session får deltagerne lov til at holde hyppige pauser for at undgå træthed. Testning kan og vil straks blive afbrudt for ethvert sundhedsrelaterede behov.

Episodisk (Free Recall) eller Spatial Memory Opgave: Studieholdets eksisterende paradigme har brugt Free Recall til at teste episodisk hukommelse. I denne opgave studerer deltagerne lister over emner og forsøger at genkalde så mange ord som muligt fra hver liste. Lister består af ord eller navngivne billeder. En computer styrer stimuluspræsentationen og registrerer deltagernes svar. Efter det sidste punkt på hver liste bliver deltagerne enten bedt om at genkalde listen med det samme, eller de får først en række simple aritmetiske problemer, der skal løses (denne distraherende opgave ved slutningen af ​​listen tjener til at reducere den store fordel, der gives ved slutningen af ​​listen. -liste elementer under tilbagekaldelse). Der er cirka 10-12 ord eller emner på én liste. Deltagerne får derefter en periode på mellem 30 sekunder og tre minutter til at genkalde listeelementer i vilkårlig rækkefølge. Deltagernes svar optages digitalt af computeren og gemmes anonymt til senere analyse. For at besvare yderligere spørgsmål af interesse med hensyn til svingninger i hippocampus-områderne, og hvordan disse reagerer på reel og forestillet navigation, tilføjer studieholdet en rumlig hukommelsesopgave, hvor deltagerne vil blive bedt om at navigere i et virtuelt miljø fra kl. et sted til et andet, og simuler derefter den samme navigation i sindet visuelt. For hver faktisk navigation gentages simuleringsprocessen. Der laves logs over den tid, der bruges på at visualisere, samt adskillige fangstforsøg, hvor forsøgspersoner flytter controlleren for at efterligne selve navigationen. Disse korreleres derefter med EEG-filerne. Inkluderingen af ​​begge opgaver gør det muligt for undersøgelsesholdet at tage fat på både nye spørgsmål vedrørende svingningerne i hippocampus i navigationssekvenser, såvel som at tillade yderligere dataindsamling om denne eksisterende protokol.

Indsamling af iEEG-data: Alle EEG-data indsamles til kliniske formål af klinikere ved hjælp af et computerstyret EEG-indsamlingssystem. I denne undersøgelse vil undersøgelsesholdet kopiere disse data, fjerne alle fortrolige oplysninger fra dataene og analysere de rå spor af EEG. Synkronisering af den eksperimentelle computer med iEEG-signalerne opnås ved at sende en optisk isoleret puls til en indgang på EEG-optagelsessystemet. Testcomputeren sender et stereotypt tog af pulser (fem eller ti 10-millisekunder (ms) pulser adskilt med 10 ms) ved starten og slutningen af ​​hver eksperimentel blok plus en enkelt 10-ms puls med regelmæssige intervaller på et sekund. Dette pulstog gør det muligt for iEEG-registreringen at synkronisere sig selv med testcomputeren. Starttoget vil gøre det nemt at finde begyndelsen af ​​en eksperimentel session. På denne måde synkroniseres de to ure ofte, hvilket forhindrer hændelsestider i at glide betydeligt i løbet af et eksperiment.