EEG intracranica per testare come la stimolazione non invasiva influisce sulla memoria dipendente dall'ippocampo

Questo progetto esplorativo combina la stimolazione cerebrale non invasiva con registrazioni elettrofisiologiche invasive/neurochirurgiche negli esseri umani per identificare i meccanismi attraverso i quali la stimolazione mirata alla rete ippocampale influisce sulle prestazioni della memoria episodica. La disfunzione della rete ippocampale è associata a deficit della memoria episodica in una varietà di disturbi neurologici e psichiatrici. Le regioni centrali di questa rete, come l'ippocampo, sono troppo profonde all'interno del cervello per essere direttamente influenzate da approcci di neuromodulazione non invasiva ben validati. La stimolazione ippocampale indirettamente mirata ("HITS") affronta questa limitazione mirando all'ippocampo indirettamente attraverso posizioni neocorticali accessibili alla stimolazione nella rete ippocampale, alle quali viene applicata la stimolazione magnetica transcranica modulata. L'HITS migliora in modo affidabile le prestazioni della memoria episodica e aumenta l'attività fMRI della rete ippocampale, inclusa l'ippocampo. Tuttavia, non è chiaro come l'HITS influisca sull'attività neurale per produrre questi effetti. Le prestazioni della memoria sono supportate dall'attività neurale spaziotemporalmente coordinata della rete ippocampale, come nella sincronizzazione dell'attività oscillatoria nella banda di frequenza theta. I ricercatori ipotizzano che l'HITS influenzi direttamente questa attività coordinata all'interno della rete ippocampale. In alternativa, l'HITS potrebbe avere una varietà di effetti non specifici, indiretti o neuromodulatori che non sono necessariamente specifici della rete ippocampale. L'elettroencefalografia intracranica (iEEG) registrata da macroelettrodi a contatto multiplo in pazienti sottoposti a procedure neurochirurgiche fornisce la precisione temporale e spaziale necessaria per testare l'ipotesi che l'HITS influenzi direttamente l'attività della rete ippocampale. I ricercatori quindi eseguiranno l'HITS in pazienti sottoposti a iEEG. I ricercatori determineranno l'impatto dell'HITS sull'attività della rete ippocampale rispetto alle aree cerebrali non target. Per testare se l'HITS influenza il coordinamento dell'attività oscillatoria nella banda theta che è particolarmente importante per la memoria, i ricercatori utilizzeranno un ritmo di stimolazione che dovrebbe influenzare al massimo questa attività (stimolazione modulata a scoppi theta) rispetto ai ritmi di controllo e somministreranno l'HITS durante un compito di memoria rispetto a periodi senza compito. Questo è un progetto esplorativo ideale perché HITS-iEEG ha una solida base scientifica ma comporta molte sfide tecniche e logistiche ancora da risolvere. Il successo potrebbe motivare ricerche altamente impattanti utilizzando HITS-iEEG. Ad esempio, comprendere i meccanismi neurali di come l'HITS migliora la memoria episodica potrebbe illuminare come ottenere un potenziamento della memoria attraverso altri metodi, come la stimolazione cerebrale profonda, i metodi di stimolazione elettrica non invasiva portatili o le tecnologie di stimolazione non invasiva di prossima generazione. Questa futura ricerca avrebbe un forte potenziale scientifico, nel fornire test causali basati sulla stimolazione delle relazioni cervello-comportamento per la memoria. I risultati potrebbero motivare la terapia di stimolazione cerebrale per i disturbi della memoria neurologici e psichiatrici.