Intrakraniális EEG a nem-invazív stimuláció hippocampális memóriára gyakorolt hatásának vizsgálatához

Ez az exploratív projekt összekapcsolja a nem invazív agyi stimulációt az invazív/idegsebészeti elektrofiziológiai felvételekkel emberekben, hogy meghatározza a mechanizmusokat, amelyek szerint a hippokampális hálózatot célzó stimuláció hogyan befolyásolja az epizodikus memória teljesítményt. A hippokampális hálózat diszfunkciója összefügg az epizodikus memória károsodásaival különféle neurológiai és pszichiátriai rendellenességekben. Ennek a hálózatnak az alapvető régiói, mint például a hippokampusz, túl mélyen helyezkednek el az agyban, hogy közvetlenül érintve legyenek a jól validált nem invazív neuromodulációs módszerek által. A Hippokampusz Közvetett Célzású Stimulációja ("HITS") kezeli ezt a korlátozást azáltal, hogy közvetve célozza meg a hippokampuszt stimulációval elérhető neokortikális hippokampális hálózati helyeken, amelyekre mintázott transzkraniális mágneses stimulációt alkalmaznak. A HITS megbízhatóan javítja az epizodikus memória teljesítményt és növeli a hippokampális hálózat fMRI aktivitását, beleértve a hippokampuszt. Azonban nem világos, hogy a HITS hogyan befolyásolja a neurális aktivitást ezen hatások előidézéséhez. A memória teljesítményt a hippokampális hálózat térbeli-időbeli koordinált neurális aktivitása támogatja, mint például a théta-frekvenciás sáv oszcillációs aktivitás szinkronizációja. A kutatók hipotézise, hogy a HITS közvetlenül befolyásolja ezt a koordinált aktivitást a hippokampális hálózaton belül. Alternatívaként a HITS-nek különféle nem specifikus, közvetett vagy neuromodulációs hatásai lehetnek, amelyek nem feltétlenül specifikusak a hippokampális hálózatra. A neurosebészeti eljárásokon áteső betegeknél rögzített intrakraniális EEG (iEEG) multi-kontaktus mélységi makroelektródokról biztosítja a szükséges időbeli és térbeli pontosságot annak a hipotézisnek a teszteléséhez, hogy a HITS közvetlenül befolyásolja a hippokampális hálózat aktivitását. A kutatók ezért végrehajtják a HITS-t iEEG alatt álló betegeknél. A kutatók meghatározzák a HITS hatását a hippokampális hálózat aktivitására szemben a nem célzott agyi területeken. Annak tesztelésére, hogy a HITS befolyásolja-e a memória szempontjából különösen fontos théta-sáv oszcillációs aktivitás koordinációját, a kutatók olyan stimulációs ritmust fognak használni, amely maximalizálja ennek az aktivitásnak az érintését (théta-robbanás mintázatú stimuláció) szemben kontroll ritmusokkal, és a HITS-t memória feladat alatt, valamint feladatmentes időszakokban alkalmazzák. Ez egy ideális exploratív projekt, mert a HITS-iEEG erős tudományos indoklású, de számos technikai és logisztikai kihívást tartalmaz, amelyeket még meg kell oldani. A siker nagy hatású kutatásokat inspirálhat a HITS-iEEG használatával. Például a HITS epizodikus memória javításának neurális mechanizmusainak megértése felvilágosíthatja, hogyan lehet memória fokozást elérni más módszerekkel, mint például mély agyi stimulációval, hordozható nem invazív elektromos stimulációs módszerekkel, vagy következő generációs nem invazív stimulációs technológiákkal. Ez a jövőbeli kutatás erős tudományos potenciállal rendelkezne, mivel stimuláció-alapú ok-okozati teszteket nyújtana az agy-viselkedés kapcsolatokra a memória szempontjából. A megállapítások inspirálhatják az agyi stimulációs terápiát neurológiai és pszichiátriai memória rendellenességekre.