Pharmakologische Modulation von Gehirnschwingungen bei der Gedächtnisverarbeitung

Patientenidentifikation: Das Studienteam plant, erwachsene Patienten zu rekrutieren, die sich einer invasiven elektroenzephalographischen (EEG) Überwachung als Teil eines klinischen Standardverfahrens zur Behandlung von pharmakologisch resistenter Epilepsie am UT Southwestern unterziehen. Patienten werden aus dem Patientenpool ausgewählt, der auf der Epilepsie-Management-Konferenz vorgestellt wird, und kontaktiert, wenn sie der Klinik zur Bewertung für eine Anfallschirurgie vorgestellt werden.

Studienablauf: Die Teilnahme erfolgt nur während der Zeit, in der die Elektroden operativ angelegt sind. Die aktive Teilnahme endet, wenn die Elektroden entfernt werden. Der Proband kann die Teilnahme an kognitiven Testsitzungen zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Krankenhausaufenthalts mit intrakranieller Überwachung ablehnen und wird über das Recht informiert, die Studie jederzeit zu verlassen. Die unten beschriebenen neuropsychologischen Aufgaben werden von Schlüsselpersonal der Studie durchgeführt. Die Daten werden anonymisiert und zur Verarbeitung und Analyse in Signaldaten umgewandelt. Studienpersonal, mit Ausnahme des PI (auch bekannt als „Experimentatoren“), führt die Analyse durch.

Sobald sich die Patienten in der Epilepsie-Überwachungseinheit (EMU) befinden, werden die Probanden randomisiert, um entweder eine Dosis Scopolamin (5 ug/kg) oder Kochsalzlösung (Schein) intravenös zu erhalten. Etwa 15 Minuten nach der Verabreichung wird der Teilnehmer dann entweder eine episodische oder eine räumliche Gedächtnisaufgabe absolvieren. Am Folgetag oder mindestens vier Halbwertszeiten nach der ersten Sitzung erhält der Teilnehmer das am ersten Tag nicht angegebene Ersatzmittel. Wenn der Patient beispielsweise am ersten Tag Scopolamin erhalten hat, erhält er am zweiten Tag die Kochsalzlösung (Schein) und umgekehrt. Die Teilnehmer werden dann etwa 15 Minuten nach der Verabreichung eine zusätzliche episodische oder räumliche Gedächtnisaufgabe absolvieren. ,

Tag 1: Randomisiert, um entweder Scopolamin oder Kochsalzlösung (Schein) zu erhalten; Beenden Sie die episodische oder räumliche Gedächtnisaufgabensitzung Tag 2: Erhält einen alternativen Agenten von Tag 1; Schließt episodische oder räumliche Gedächtnisaufgaben ab

Die Zeitverzögerung zwischen den Sitzungen bleibt konstant, unabhängig davon, ob während der ersten Sitzung Scopolamin oder Kochsalzlösung verabreicht wurde. Den Teilnehmern wird während einer einzelnen Sitzung nicht mehr als eine Dosis verabreicht.

Der behandelnde Arzt und die Krankenschwester werden wissen, ob Scopolamin oder Kochsalzlösung verabreicht werden, aber der Teilnehmer wird nicht wissen, was verabreicht wird, bis beide Sitzungen abgeschlossen sind.

Die behandelnde Krankenschwester des Teilnehmers verabreicht intravenös Scopolamin und/oder Kochsalzlösung.

Die Wirkung von Scopolamin wird eine echte Patientenverblindung erschweren, aber dafür wird die Studie fMRI-Aufgaben nachempfunden, bei denen die Verabreichung verblindet war.

Physiologische Überwachung: Patienten im Epilepsie-Monitoring werden im Rahmen der Routineversorgung jederzeit einer EKG- und Pulssauerstoffüberwachung unterzogen, die während des Studienzeitraums nicht unterbrochen wird. Ein staatlich geprüfter Anästhesist wird zu Beginn des Zeitraums anwesend sein, um kardiopulmonale Komplikationen bei Bedarf mit Standardtechniken zu behandeln, und steht im Krankenhaus sofort zur Verfügung, um auf alle anderen Bedenken zu reagieren.

Überblick über Gedächtnistests: Die kognitiven Experimente dauern in der Regel 30-75 Minuten und sind für die Teilnehmer ohne körperliches Risiko. Je nach Begeisterung des Patienten können mehrere Studien mit dazwischenliegenden Ruhepausen durchgeführt werden, und die Sitzungen können mehrere Stunden dauern. Die Teilnehmer können jederzeit aufhören und fortfahren. Die Teilnehmer, die in der Regel wegen Epilepsie für 1-2 Wochen ins Krankenhaus eingeliefert werden, entscheiden selbst, wie oft sie an den experimentellen Sitzungen teilnehmen möchten. Durch die Teilnahme an kognitiven Aufgaben gehen die Patienten kein zusätzliches medizinisches oder chirurgisches Risiko ein und berichten tatsächlich oft, dass die spielerischen Testprotokolle die Langeweile des Wartens auf Anfälle lindern. Innerhalb jeder Sitzung dürfen die Teilnehmer häufig Pausen einlegen, um Ermüdungserscheinungen vorzubeugen. Das Testen kann und wird für alle gesundheitsbezogenen Bedürfnisse sofort unterbrochen.

Episodische (Free Recall) oder räumliche Gedächtnisaufgabe: Das bestehende Paradigma des Studienteams hat Free Recall zum Testen des episodischen Gedächtnisses verwendet. Bei dieser Aufgabe studieren die Teilnehmer Listen mit Gegenständen und versuchen, sich so viele Wörter wie möglich aus jeder Liste zu merken. Listen bestehen aus Wörtern oder benennbaren Bildern. Ein Computer steuert die Stimuluspräsentation und zeichnet die Antworten der Teilnehmer auf. Nach dem letzten Punkt jeder Liste werden die Teilnehmer entweder gebeten, sich die Liste sofort zu merken, oder sie erhalten zuerst eine Reihe einfacher arithmetischer Aufgaben, die sie lösen müssen (diese Ablenkungsaufgabe am Ende der Liste dient dazu, den großen Vorteil zu verringern, der dem Ende der Liste zuerkannt wird -Elemente während des Rückrufs auflisten). Es gibt ungefähr 10-12 Wörter oder Elemente in einer Liste. Den Teilnehmern wird dann ein Zeitraum zwischen 30 Sekunden und drei Minuten gegeben, um Listenelemente in beliebiger Reihenfolge abzurufen. Die Antworten der Teilnehmer werden vom Computer digital erfasst und für spätere Analysen anonym gespeichert. Um weitere interessante Fragen in Bezug auf Oszillationen in den Hippocampus-Bereichen und deren Reaktion auf reale und imaginäre Navigation zu beantworten, fügt das Studienteam eine räumliche Gedächtnisaufgabe hinzu, bei der die Teilnehmer aufgefordert werden, in einer virtuellen Umgebung zu navigieren von einem Ort zum anderen, und simulieren Sie dann dieselbe Navigation visuell im Kopf. Für jede tatsächliche Navigation wird der Simulationsprozess wiederholt. Es werden Protokolle über die mit der Visualisierung verbrachte Zeit sowie mehrere Fangversuche erstellt, bei denen die Probanden den Controller bewegen, um die tatsächliche Navigation nachzuahmen. Diese werden dann mit den EEG-Dateien korreliert. Die Einbeziehung beider Aufgaben ermöglicht es dem Studienteam, sowohl neue Fragen zu den Oszillationen im Hippocampus in Navigationssequenzen zu beantworten als auch eine weitere Datenerfassung zu diesem bestehenden Protokoll zu ermöglichen.

Erfassung von iEEG-Daten: Alle EEG-Daten werden für klinische Zwecke von Ärzten mithilfe eines computergestützten EEG-Erfassungssystems erfasst. In dieser Studie wird das Studienteam diese Daten kopieren, die Daten von allen vertraulichen Informationen befreien und die rohen EEG-Spuren analysieren. Die Synchronisierung des experimentellen Computers mit den iEEG-Signalen erfolgt durch Senden eines optisch isolierten Impulses an einen Eingang des EEG-Aufzeichnungssystems. Der Testcomputer sendet eine stereotype Impulsfolge (fünf oder zehn 10-Millisekunden-Impulse (ms) im Abstand von 10 ms) zu Beginn und am Ende jedes Versuchsblocks sowie einen einzelnen 10-ms-Impuls in regelmäßigen Abständen von einer Sekunde. Diese Impulsfolge ermöglicht es der iEEG-Aufzeichnung, sich mit dem Testcomputer zu synchronisieren. Der Startzug macht es einfach, den Beginn einer experimentellen Sitzung zu lokalisieren. Auf diese Weise werden die beiden Uhren häufig neu synchronisiert, wodurch verhindert wird, dass Ereigniszeiten im Verlauf eines Experiments erheblich abweichen.