Grundlegende experimentelle Untersuchung der Hippocampus-Gedächtnisfunktionen

Hierbei handelt es sich um eine grundlegende experimentelle Studie, die mit menschlichen Probanden durchgeführt wird (BESH), um die Mechanismen zu verstehen, durch die der menschliche Hippocampus die visuelle Abtastung während der episodischen Gedächtnisbildung unterstützt. Den Forschungsteilnehmern wird eine von sechs Studienexperimentbedingungen zugewiesen, die jeweils unterschiedliche experimentelle Verfahren verwenden, um einen anderen Teil der mechanistischen Hypothesen zu testen, die im Mittelpunkt der Studie stehen. Bei allen Studienbedingungen handelt es sich um Gedächtnisexperimente, die während der Augenbewegungsverfolgung durchgeführt werden, wobei verschiedene Methoden zur Beurteilung der Gehirnaktivität unter standardisierten Laborbedingungen in Bezug auf die experimentelle Aufgabe eingesetzt werden. Die Probanden führen die Experimente durch, während ihre Gehirnaktivität über ein intrakranielles EEG (iEEG) aufgezeichnet wird, das zu klinischen Zwecken im Rahmen der Epilepsiebehandlung durchgeführt wird, die nichts mit den experimentellen Zielen zu tun hat.

Studienexperiment Bedingung 1: Probanden mit implantierten iEEG-Elektroden führen eine Eye-Tracking-Gedächtnisaufgabe durch, bei der sie Bilder von naturalistischen Szenen betrachten und sich später einem Gedächtnistest für diese Szenenbilder unterziehen. Für den Gedächtnistest werden gelernte Szenen wiederholt und zusammen mit neuartigen (Folien-)Szenen präsentiert. Die Probanden werden versuchen, mithilfe von Tastendruckreaktionen untersuchte Szenen von neuartigen zu unterscheiden. Augenbewegungen werden während der Studie und des Tests mithilfe einer Kamera aus der Ferne (nichtinvasiv) verfolgt. Die Ausführung dieser Speicheraufgabe dauert etwa 1,5 Stunden. 20 Probanden, die sich im Rahmen einer Epilepsiebehandlung iEEG-Aufzeichnungen unterziehen, werden dieser Studienexperimentbedingung zugeordnet.

Studienexperiment Bedingung 2: Probanden mit implantierten iEEG-Elektroden führen eine Eye-Tracking-Gedächtnisaufgabe durch, bei der sie Arrays von Alltagsgegenständen betrachten, die als Raster angeordnet sind, und sich später einem Gedächtnistest für diese Objektbild-Arrays unterziehen. Die Hälfte der Objekt-Bild-Arrays wird aktiv untersucht (die Probanden betrachten Objekte in jeder gewünschten Reihenfolge) und die andere Hälfte wird passiv untersucht (die Betrachtungsmuster sind vorbestimmt und die Probanden müssen ihnen folgen). Für den Gedächtnistest versuchen die Probanden, untersuchte Objekte aus neuartigen (Folien-)Objekten auszuwählen und sie mit der Computermaus an untersuchten Orten zu platzieren. Augenbewegungen werden während der Studienphasen mithilfe einer Kamera aus der Ferne (nichtinvasiv) verfolgt. Die Ausführung dieser Speicheraufgabe dauert etwa 1,5 Stunden. 20 Probanden, die sich im Rahmen einer Epilepsiebehandlung iEEG-Aufzeichnungen unterziehen, werden dieser Studienexperimentbedingung zugeordnet.

Studienexperiment-Bedingung 3: Dieselben 20 Probanden mit implantierten iEEG-Elektroden, die Studienexperiment-Bedingung 2 durchführen, werden dieselbe Eye-Tracking-Gedächtnisaufgabe durchführen, die für Studienexperiment-Bedingung 1 beschrieben wurde. Bei diesen Probanden wird in einer Untergruppe von Studienversuchen eine hochfrequente elektrische Stimulation über die iEEG-Elektroden abgegeben, wobei die Hälfte der stimulierten Versuche eine Stimulation des Hippocampus und die andere Hälfte eine Stimulation der Amygdala erhält. Diese Gedächtnisaufgabe dauert etwa 1,5 Stunden und wird an einem anderen Tag ihres stationären Besuchs durchgeführt als die Verfahren für Studienexperiment Bedingung 2.

Studienexperiment-Bedingung 4: Dieselben 20 Probanden mit implantierten iEEG-Elektroden, die Studienexperiment-Bedingung 1 durchführen, führen die gleiche Eye-Tracking-Speicheraufgabe durch, die für Studienexperiment-Bedingung 2 beschrieben wurde. Für diese Probanden wird eine hochfrequente elektrische Stimulation über das iEEG abgegeben Elektroden an einer Untergruppe von Studienversuchen, wobei die Hälfte der stimulierten Versuche eine Stimulation des Hippocampus und die andere Hälfte eine Stimulation der Amygdala erhielt. Diese Gedächtnisaufgabe dauert etwa 1,5 Stunden und wird an einem anderen Tag ihres stationären Besuchs durchgeführt als die Verfahren für Studienexperiment Bedingung 1.

Bedingung 5 des Studienexperiments: Probanden mit implantierten iEEG-Elektroden führen die gleiche Eye-Tracking-Speicheraufgabe durch, wie für Bedingung 1 des Studienexperiments beschrieben. Hierbei handelt es sich um eine andere Gruppe von iEEG-Probanden, die auf der Grundlage der Implantation von iEEG-Elektroden im Hippocampus sowie an mindestens einer Stelle des Dorsal Attention Network (DAN) ausgewählt wurden, einem für die Versuchsbedingungen interessanten Bereich. 20 Probanden, die sich im Rahmen einer Epilepsiebehandlung iEEG-Aufzeichnungen unterziehen, werden dieser Studienexperimentbedingung zugeordnet.

Studienexperiment-Bedingung 6: Dieselbe Gruppe von 20 iEEG-Probanden, die in Studienexperiment-Bedingung 5 enthalten sind, führt die gleiche Eye-Tracking-Gedächtnisaufgabe durch wie für Studienexperiment-Bedingung 2 beschrieben. Diese Experimentierbedingung wird an einem anderen Tag des stationären Patienten durchgeführt Besuch als Teilnahme an Studienexperiment Bedingung 5.