Az epizodikus memória iEEG hálózatainak ok-okozati feltérképezése több módszeres agyi stimulációval

Az epizodikus memóriazavar akkor következik be, amikor a betegségek érintik a hippokampuszt és az azt körülvevő agyi területek hálózatát. A memória agyi mechanizmusainak jobb megértése szükséges a kezelések fejlesztéséhez. Ez a projekt olyan kísérleti megközelítéseket fog kidolgozni, amelyek stimulációt alkalmaznak az agy-viselkedés kapcsolatok manipulálására emberekben, és ezáltal közvetlenül tesztelik, hogyan támogatja a hippokampuszhálózat a memóriát. Az intrakraniális elektroencefalográfia (iEEG) lehetőséget nyújt a memória neurális alapjainak tanulmányozására nagy térbeli és időbeli felbontással. Sok kísérlet azonosított iEEG jeleket, amelyek a memóriához kapcsolódnak, például a memóriasiker és -kudarc eseteinek összehasonlításával. Ezeknek a jeleknek a funkcionális relevanciája azonban továbbra is tisztázatlan, mivel az ilyen összehasonlítások az idegen, egyidejűleg előforduló kognitív folyamatok jeleit is azonosíthatják. A viselkedésneurológiában ennek a korlátozásnak a kezelésére egy rutinszerű megközelítés a kétirányú manipuláció, azaz a feltételezett neurális folyamat exogén fokozása vagy gátlása, valamint a megfelelő viselkedési teljesítmény fokozásának vagy gátlásának tesztelése. Ez a megközelítés alulhasznált az emberi iEEG memóriakutatásban, részben a memória vagy a neurális jelek megbízható befolyásolásának nehézségei miatt a jelenleg rendelkezésre álló manipulációk, például a közvetlen elektromos stimuláció (DES) révén az iEEG elektródokon keresztül. A kétirányú manipulációs kísérletek elérésének módjaként az emberi iEEG memóriakutatásban ez a projekt egy nem invazív elektromágneses stimulációs eszközt alkalmaz, amely megbízhatóan és hatékonyan befolyásolja a hippokampuszhálózat aktivitását és a memóriateljesítményt, amelyet "közvetve célzott hippokampus stimuláció" (HITS) néven ismernek. A HITS-et először alkalmazzák iEEG-vel együtt a hippokampuszhálózat memóriaviselkedési teljesítményfokozáshoz és -romláshoz kapcsolódó aktivitási mintázatainak azonosítására. A viselkedés relevanciájának szigorú teszteléséhez egy zárt hurkon alapuló gépi tanulási megközelítést alkalmazunk a DES paraméterek azonosítására, amelyek reprodukálják a HITS által generált hippokampuszhálózat iEEG aktivitási mintázatait, majd teszteljük, hogy a DES alkalmazása ezen hippokampuszhálózat iEEG aktivitási mintázatok fokozására vagy gátlására megfelelő memóriaviselkedési teljesítményfokozást vagy -romlást eredményez-e. Így a kétirányú manipulációt közvetlen/okozati összefüggésben tesztelik az iEEG memóriaviselkedési jeleit. A HITS hatásait utánzó DES paraméterek csoportszintű modellezését alkalmazzák a kétirányú manipulációk hozzáférhetőségének bővítésére a jövőbeli kutatások számára, amelyek nagyobb iEEG mintákon tesztelik a memóriamechanizmusokat több helyszínen, ahol hiányzik a HITS technikai képessége. Három helyszínen teszteljük, hogy a hippokampuszhálózat aktivitásának memóriateljesítményre gyakorolt kétirányú manipulációi sikeresebbek-e a HITS által informált DES vagy az előzetes hipotéziseken alapuló DES esetében. Ez az exploratív projekt így megalapozza a jövőbeli tanulmányokat a hippokampuszhálózat memóriaviselkedési teljesítménytámogatásának szigorú tesztelésére kétirányú kísérleti manipulációk segítségével, és multidiszciplináris kutatók együttműködését hozza létre több intézményben az innovatív mechanisztikus memóriakutatás végrehajtásához.