Neuronale Mechanismen räumlicher Repräsentationen jenseits des Selbst

Diese Forschungsstudie basiert auf einer einzigartigen Gelegenheit, mit neurochirurgischen Patienten zu arbeiten, denen aus klinischen Gründen (d. h. zur Überwachung und Behandlung von pharmakoresistenter Epilepsie) bereits Elektroden in tiefen Hirnstrukturen implantiert wurden. Forschungsverfahren werden nur an Patienten durchgeführt, denen aus klinischen Gründen bereits solche Elektroden implantiert wurden; es werden keine Elektroden zu Forschungszwecken implantiert, und die Forscher haben keinen Einfluss auf die Implantationsprozeduren dieser Elektroden. Zwei Gruppen von Teilnehmern werden gebeten, an der Forschungsstudie teilzunehmen: 1. Krankenhauspatienten, denen vorübergehend (typischerweise für bis zu zwei Wochen) Elektroden zur Epilepsieüberwachung in der Epilepsieüberwachungseinheit implantiert wurden (EMU-Teilnehmer). 2. Patienten mit chronisch/permanent implantierten Elektroden als Teil des NeuroPace RNS-Systems zur Behandlung von Epilepsie (RNS-Teilnehmer). Unabhängig von und vor der Forschungsstudie entscheidet das klinische Behandlungsteam des Patienten (Neurologen, Neurochirurgen usw.) ausschließlich auf der Grundlage klinischer Kriterien, ob Elektroden oder das RNS-System implantiert werden. Wenn Elektroden oder das RNS-System implantiert werden, wird den Patienten angeboten, an der Forschungsstudie teilzunehmen; Die Entscheidung, an der Forschungsstudie teilzunehmen oder nicht, hat jedoch keine Auswirkungen auf die Behandlung oder klinische Versorgung des Patienten.

Screening-, Rekrutierungs- und Zustimmungsverfahren für EWU-Teilnehmer:

Wenn das klinische Behandlungsteam – unabhängig von der Forschungsstudie – entscheidet, dass der klinische Zustand eines Patienten die Implantation von temporären Elektroden und eine Hospitalisierung in der Epilepsie-Überwachungsstation (EMU) rechtfertigt, werden die Neurologen oder Neurochirurgen des Patienten den Patienten zur Teilnahme an der Forschungsstudie einladen. Die Neurochirurgen und Neurologen machen dem Patienten klar, dass die Entscheidung zur Teilnahme an der Forschung völlig freiwillig ist und dass die medizinischen Bedürfnisse des Patienten durch diese Entscheidung in keiner Weise beeinträchtigt werden. Bei Patienten, die an einer Teilnahme an der Forschungsstudie interessiert sind, treffen sich die leitenden Prüfärzte mit dem Patienten, um die Einverständniserklärung zu besprechen. Anschließend stellt der Studienleiter auch sicher, dass der Patient die Einverständniserklärung vollständig versteht, und betont gegenüber dem Patienten nochmals, dass die Teilnahme völlig freiwillig ist und die Entscheidung des Patienten, ob er teilnimmt oder nicht, keine Auswirkungen auf seine medizinische Versorgung hat. Wenn es sich um lokale Patienten handelt, trifft sich das Forschungsteam vor oder nach präoperativen Tests mit dem Patienten an der UCLA. Dies geschieht in der Regel 1-3 Wochen vor der Operation. Bei Fernreisenden kann das Gespräch am Tag vor der Operation stattfinden. Nach der Diskussion unterzeichnet der Patient die Einwilligungserklärung zur Teilnahme an der Forschungsstudie, die vom Hauptprüfarzt gegengezeichnet wird.

Screening-, Rekrutierungs- und Zustimmungsverfahren für RNS-Teilnehmer:

Für die vorgeschlagene Studie haben die Forscher bereits eine Reihe von Patienten für andere laufende Studien identifiziert, die das NeuroPace RNS-System im medizinischen Zentrum der UCLA mit in die medialen Temporallappenregionen implantierten RNS-Geräten erhalten haben. Diese Patienten wurden durch ihren Neurochirurgen oder Neurologen, der Teil des Studienteams ist, identifiziert. Diese Neurochirurgen und Neurologen werden ihre Patienten über die Möglichkeit zur Teilnahme an dieser Forschungsstudie informieren. Die Neurochirurgen und Neurologen machen dem Patienten klar, dass die Entscheidung zur Teilnahme an der Forschung völlig freiwillig ist und dass die medizinischen Bedürfnisse des Patienten durch diese Entscheidung in keiner Weise beeinträchtigt werden. Potenzielle Probanden außerhalb des medizinischen Zentrums der UCLA können vorab Kontakt mit ihrem behandelnden Arzt einer überweisenden Einrichtung aufnehmen. Wenn Patienten Interesse an der Studie bekunden, nimmt der Hauptforscher, der Fakultätssponsor oder der Studienkoordinator den ersten direkten Kontakt per Telefon an einem privaten, sicheren Ort auf, um die Studie vorzustellen und zu beschreiben, wonach weitere Informationen und eine Kopie der Einverständniserklärung angefordert werden können Überprüfung per sicher verschlüsselter E-Mail und/oder Post, falls erforderlich. Die leitenden Prüfärzte stellen auch sicher, dass der Patient die Einwilligungserklärung vollständig versteht, und betonen erneut, dass die Teilnahme völlig freiwillig ist und dass die Entscheidung des Patienten, ob er teilnehmen möchte, keine Auswirkungen auf seine medizinische Versorgung hat. Potenzielle Teilnehmer werden frühestens 3 Monate nach der Platzierung ihres RNS-Systems kontaktiert, um zu sehen, ob der Patient an einer freiwilligen Teilnahme an der Studie interessiert wäre. Die Zustimmung kann per Telefon oder Internet für Teilnehmer eingeholt werden, die erweiterte Reisearrangements und Unterkünfte benötigen. Die Teilnehmer, insbesondere diejenigen, denen die Einwilligung telefonisch oder über das Internet erteilt wurde, erhalten eine physische Kopie des Einwilligungsformulars und werden gebeten, es zu unterschreiben, bevor sie Forschungsverfahren durchführen.

Verhaltensaufgaben:

RNS-Teilnehmer werden sowohl frei bewegliche als auch stationäre ansichtsbasierte räumliche Navigations- und Beobachtungsaufgaben absolvieren, während EMU-Teilnehmer nur stationäre ansichtsbasierte räumliche Navigations- und Beobachtungsaufgaben absolvieren werden. Intrakranielle elektroenzephalografische (iEEG) Aktivität bei RNS-Teilnehmern sowie gemeinsame Einzelneuronenaktivität und lokale Feldpotentiale (LFP) bei EMU-Teilnehmern werden aufgezeichnet, während die Teilnehmer Varianten der Selbstnavigation und Beobachtungsaufgaben absolvieren, ähnlich wie bei unserer vorherigen Arbeit. Alle räumlichen Navigations- und Beobachtungsaufgaben haben die folgende Grundstruktur:

• Selbstnavigationsaufgabe: RNS-Teilnehmer navigieren durch einen Versuchsraum (Größe ca. 19,4 × 17,1 Fuß), in dem 20 einzigartige Schilder (Kombinationen einer einzigen Farbe pro Wand mit den Nummern 1 bis 5) entlang der 4 Raumwände angebracht sind. Darüber hinaus werden mehrere vordefinierte Zielorte (jeweils mit einem Buchstaben benannt) zufällig im Raum verteilt, aber für die Teilnehmer nicht sichtbar. Die Teilnehmer werden wiederholt aufgefordert, zu einem der sichtbaren Zeichen zu navigieren (z. B. „Gehe zu Zeichen gelb-4“) oder einen der unsichtbaren Zielorte zu finden und zu lernen (z. B. „Zielort T finden“). EMU-Teilnehmer werden gebeten, die Selbstnavigationsaufgaben in einer virtuellen Umgebung durchzuführen, die eine exakte virtuelle Nachbildung des realen Experimentierraums ist. Um ein maximal immersives Erlebnis zu gewährleisten, sieht der Teilnehmer diesen Raum aus der Ich-Perspektive über ein Head-Mounted-Display und kann mithilfe drahtloser Controller virtuell in diesem Raum herumlaufen. Bei Unannehmlichkeiten können Aufgaben auch auf einem Desktop-Computerbildschirm ausgeführt werden.
• Beobachtungsaufgabe: RNS-Teilnehmer sitzen in der Ecke des Experimentierraums und beobachten eine andere Person (d. h. einen Experimentator), die in einer scheinbar zufälligen Bahn im Raum herumläuft (tatsächlich wird die Bahn vordefiniert und kontrolliert, aber Teilnehmern unbekannt). Die Teilnehmer werden aufgefordert, eine Taste zu drücken, wenn der Experimentator auf eine der zuvor erlernten unsichtbaren Zielpositionen trifft. Diese Aufgabe übernehmen auch die EWU-Teilnehmer; EMU-Teilnehmer sehen sich jedoch den Raum und die andere Person in einem Video an, das aus einer Ecke des Raums aufgenommen wurde. Dieses Video wird auf dem Head-Mounted-Display gezeigt, um die Erfahrung aus der Ich-Perspektive eines Beobachters nachzuahmen (als ob der Teilnehmer tatsächlich in der realen Raumecke sitzen würde). Bei Unannehmlichkeiten können Aufgaben auch auf einem Desktop-Computerbildschirm ausgeführt werden. Für verschiedene Studienziele werden die Teilnehmer gebeten, leicht modifizierte Versionen der Beobachtungsaufgabe durchzuführen: Anstelle einer anderen Person werden die Teilnehmer gebeten, die Bewegungen eines unbelebten Objekts (einer elektrisch ferngesteuerten Plattform, ähnlich einem ferngesteuerten Spielzeugauto) oder gleich mehrere andere Personen zu beobachten, die sich durch den Experimentierraum bewegen. Und die Teilnehmer werden gebeten, sich die Bewegungen anderer Personen und Objekte im Raum nur vorzustellen, während keine anderen Personen/Objekte physisch anwesend sind.

Elektrophysiologische Aufzeichnungen bei EMU-Teilnehmern während der Aufgabenausführung:

Für Teilnehmer mit temporär implantierten Elektroden in der Epilepsie-Überwachungseinheit (EMU) an der UCLA wird das Neuroport-System (Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT) zur Datenerfassung verwendet, das neben der gleichzeitigen Aufzeichnung auch die neuronale Aktivität einzelner Einheiten und LFP aufzeichnet klinische Systeme zur Epilepsieüberwachung.

Elektrophysiologische Aufzeichnungen bei RNS-Teilnehmern während der Aufgabenausführung:

Die Teilnehmer haben das chronisch/permanent implantierte, von der FDA zugelassene RNS-System aus klinischen Gründen (d. h. Behandlung von Epilepsie), das zur Behandlung epileptischer Anfälle entwickelt wurde, indem es kontinuierlich die elektrophysiologische Aktivität des Gehirns des Patienten während alltäglicher Aktivitäten aufzeichnet und elektrische Stimulation abgibt, wenn es anormal ist Aktivitätsmuster (z. B. epileptische anfallsähnliche Aktivität) werden erkannt. Für die Forschungsstudie wird das Studienteam die regulären Aufzeichnungsmöglichkeiten des RNS-Systems nutzen, während die Teilnehmer die beschriebenen Navigations- und Gedächtnisaufgaben durchführen.

Bewegungsverfolgung während Verhaltensaufgaben:

Für RNS-Teilnehmer wird der Standort der Teilnehmer innerhalb des Versuchsraums kontinuierlich mit einer Auflösung im Submillimeterbereich unter Verwendung des OptiTrack-Bewegungsverfolgungssystems (Natural Point Inc.) verfolgt. Bewegungsverfolgung wird für EMU-Teilnehmer nicht durchgeführt, da diese Teilnehmer nur stationäre ansichtsbasierte Aufgaben ausführen.

Eye-Tracking während Verhaltensaufgaben:

Die Augenbewegungen der RNS-Teilnehmer werden mit einem mobilen Eye-Tracking-Headset aufgezeichnet, das auch die Abbildung des Blicks des Teilnehmers (d. h. seines visuellen Fokus) auf das Video einer integrierten „Weltkamera“ ermöglicht, die die Umgebung aus der Sicht des Teilnehmers erfasst . Die Augenbewegungen der EMU-Teilnehmer werden mit einem integrierten Eye-Tracker im Head-Mounted-Display aufgezeichnet, der sowohl Augenbewegungs- als auch Blickpositionsdaten liefert.