Estudio de los efectos de la estimulación cerebral sobre el control cognitivo y el EEG asociado en sujetos humanos.

El control cognitivo es un elemento central de la cognición humana que se ve afectado en varias enfermedades psiquiátricas. Está estrechamente asociado con regiones del cerebro que están prominentemente desreguladas en enfermedades como la corteza cingulada anterior dorsal (dACC), la corteza prefrontal dorso-lateral (dlPFC), la corteza orbitofrontal (OFC) y la amígdala. Vincular el control cognitivo a sustratos neuronales específicos e interacciones a nivel de circuito es fundamental para comprender cómo las interrupciones del control conducen a enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Este es un trabajo que se realiza mejor en humanos, por lo que estudiaremos el control cognitivo utilizando registros de potencial de campo local intracraneal en pacientes humanos con epilepsia. Estudiaremos el control cognitivo en pacientes a los que se les implantan electrodos para la localización prequirúrgica de crisis epilépticas. Estos pacientes tienen electrodos en muchas de las regiones del cerebro implicadas en el control cognitivo, lo que supone una oportunidad única para registrar desde el cerebro humano a nivel de red. Los participantes realizarán tareas de laboratorio que miden el control cognitivo mientras registramos la actividad eléctrica del cerebro. El objetivo de esta propuesta de investigación es caracterizar y modelar las oscilaciones corticales subyacentes al aspecto de resolución de conflictos del control cognitivo en estados mentales sanos y ansiosos/deprimidos para informar el diseño de intervenciones de neuromodulación para la restauración de estados mentales saludables. Tomaremos tres enfoques complementarios para lograr este objetivo. 1) Mediante EEG intracraneal registrado en pacientes con epilepsia sometidos a monitorización invasiva para evaluación quirúrgica, determinaremos las oscilaciones neuronales corticales que subyacen al control cognitivo en el marco de una tarea de conflicto. También usaremos esto para diferenciar entre sujetos normales y sujetos deprimidos o ansiosos. 2) Usaremos un modelo cortical de población neuronal para simular y caracterizar mecanismos neuronales factibles subyacentes a dlPFC y oscilaciones corticales temporales observadas durante el procesamiento de conflictos. Usaremos un enfoque basado en datos para estimar los parámetros relevantes del modelo. 3) Usaremos el modelo calibrado para sujetos individuales para diseñar un paradigma de estimulación eléctrica cortical para modular las oscilaciones simuladas hacia un estado saludable deseado. Luego validaremos nuestro modelo probando las predicciones del modelo en 4 sujetos humanos y determinaremos si podemos cambiar con éxito tanto las señales neuronales como el comportamiento asociado.

Este no es un ensayo controlado aleatorizado. Todos los participantes recibirán una grabación cerebral y todos recibirán estimulación una vez que se configuren los métodos de estimulación. La aleatorización estará dentro del tema: algunos bloques de la tarea se realizarán bajo diferentes condiciones que enfatizan diferentes aspectos del cálculo de control. Algunos bloques tendrán estimulación cerebral y otros no.