Undersøgelse af overraskelsessignaler i den forreste ø

Forskerne foreslår et adfærdseksperiment med SEEG-registrering og -stimulering, for både at bekræfte rollen af ​​en hjerneregion kendt som den forreste insula i at identificere overraskelse, og for at disambiguere mellem konkurrerende principper bag tilpasning: optimering og tilfredsstillelse. Optimeringsværktøjer fortsætter med at lære og tilpasse sig, hvis ydeevnen kan forbedres, mens tilfredse er tilfredse med en god nok ydeevne og vil ophøre med at tilpasse sig, når det er nået.

For at studere overraskelsessignaler i den forreste insula, en hjernestruktur, hvor disse signaler har været meget fremtrædende, vil efterforskerne anvende et eksperiment med forsøgspersoner, der er under SEEG (stereoelectroencephalogram) optagelse, det vil sige optagelse fra elektroder, der er blevet kirurgisk implanteret i hjerne. Disse optagelser vil blive udført, mens patienter udfører en opgave, hvor de forsøger at forudse et måls bevægelser på en linje i to forskellige læringsmiljøer (betingelser). Eksperimentatorerne vil derefter afgøre, om disse signaler afspejler overraskelse i forhold til tidligere engagement i miljøet, eller overraskelse, der afslører, at agenten ikke længere føler sig i kontrol, fordi usikkerhed ikke er i overensstemmelse med referencemodellen. Hvis evidens er i overensstemmelse med førstnævnte, afspejler tilpasning traditionel forstærkning og sigter mod at optimere adfærd. Hvis evidens i stedet er i overensstemmelse med sidstnævnte, er adfærd styret af en tidligere model (en referencemodel), og adfærd er tilfredsstillende.

En fMRI-undersøgelse af d'Acremont og Bossaerts giver indledende beviser for, at aktivering i den forreste insula understøtter den tilfredsstillende hypotese, men den mangler den tidsmæssige granularitet til fuldstændigt at udelukke optimering. I det nuværende projekt foreslår efterforskerne at bruge den højere tidsopløsning af SEEG-optagelser til at bekræfte disse fund og forkaste den optimerende hypotese.

Derudover vil stimuleringer af den forreste insula under en undergruppe af forsøg blive brugt til at bestemme, om insulær aktivering efter overraskelsessignaler og forudgående ændringer i adfærd (læring) blot er korrelationel eller faktisk kausal. Stimulering vil give os mulighed for at bestemme, i hvilket omfang forsøgspersonernes følelse af kontrol og efterfølgende adfærd kan påvirkes i overensstemmelse med overraskelsesbaseret modellering af adfærd.

Kohorten for denne undersøgelse vil være patienter med lægemiddelresistent, fokal epilepsi, og som er indlagt på Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) for præ-kirurgisk evaluering af deres epilepsi ved hjælp af SEEG. Protokollen vil køre sideløbende med patienternes kliniske procedurer.