Modulazione farmacologica delle oscillazioni cerebrali nell'elaborazione della memoria

Identificazione del paziente: il team di studio prevede di reclutare pazienti adulti sottoposti a monitoraggio elettroencefalografico invasivo (EEG) come parte di una procedura clinica standard per il trattamento dell'epilessia farmacologicamente resistente presso UT Southwestern. I pazienti vengono identificati dal pool di pazienti presentati alla conferenza sulla gestione dell'epilessia e avvicinati quando presentati alla clinica per la valutazione per la chirurgia convulsiva.

Procedure di studio: la partecipazione avviene solo durante il tempo in cui gli elettrodi sono posizionati chirurgicamente. La partecipazione attiva terminerà con la rimozione degli elettrodi. Il soggetto può rifiutarsi di partecipare alle sessioni di test cognitivi in ​​qualsiasi momento durante il ricovero per monitoraggio intracranico e viene informato del diritto di lasciare lo studio in qualsiasi momento. I compiti neuropsicologici descritti di seguito saranno somministrati dal personale chiave dello studio. I dati saranno anonimizzati e convertiti per segnalare i dati per l'elaborazione e l'analisi. Il personale dello studio, escluso il PI (noto anche come "sperimentatori") eseguirà l'analisi.

Una volta che i pazienti sono nell'unità di monitoraggio dell'epilessia (EMU), i soggetti saranno randomizzati a ricevere una dose di scopolamina (5ug/kg) o soluzione salina (sham) per via endovenosa. Circa 15 minuti dopo la somministrazione, il partecipante completerà quindi una sessione di attività di memoria episodica o spaziale. Il giorno successivo, o almeno quattro emivite dopo la prima sessione, il partecipante riceverà l'agente alternativo non fornito il primo giorno. Ad esempio, se il paziente ha ricevuto la scopolamina il primo giorno, la soluzione salina (sham) viene ricevuta il secondo giorno e viceversa. I partecipanti completeranno quindi un'ulteriore sessione di attività di memoria episodica o spaziale circa 15 minuti dopo la somministrazione. ,

Giorno 1: randomizzato per ricevere scopolamina o soluzione salina (sham); Completa la sessione di attività di memoria episodica o spaziale Giorno 2: riceve un agente alternativo dal giorno 1; Completa la sessione del compito di memoria episodica o spaziale

L'intervallo di tempo tra le sessioni rimarrà coerente indipendentemente dal fatto che durante la prima sessione sia stata somministrata scopolamina o soluzione salina. Ai partecipanti non verrà somministrato più di un dosaggio durante una singola sessione.

Il medico curante e l'infermiere sapranno se viene somministrata scopolamina o soluzione salina, ma il partecipante non saprà se cosa viene somministrato fino al completamento di entrambe le sessioni.

L'infermiera del partecipante somministrerà scopolamina per via endovenosa e/o soluzione salina.

Gli effetti della scopolamina renderanno difficile il vero accecamento del paziente, ma per questo lo studio sarà modellato su compiti fMRI in cui la somministrazione è stata accecata.

Monitoraggio fisiologico: i pazienti nel monitoraggio dell'epilessia sono sottoposti a ECG e monitoraggio dell'ossigeno del polso in ogni momento come parte delle cure di routine e questo non sarà interrotto durante il periodo di studio. Un anestesista certificato dal consiglio sarà presente durante l'inizio del periodo per trattare eventuali complicanze cardiopolmonari utilizzando tecniche standard, se necessario, e sarà immediatamente disponibile all'interno dell'ospedale per rispondere a qualsiasi altra preoccupazione.

Panoramica del test della memoria: gli esperimenti cognitivi durano in genere 30-75 minuti e non comportano rischi fisici per i partecipanti. A seconda dell'entusiasmo del paziente, è possibile eseguire più prove con pause di riposo intermedie e le sessioni possono durare diverse ore. I partecipanti possono interrompere e riprendere in qualsiasi momento. I partecipanti, che sono generalmente ricoverati in ospedale per 1-2 settimane a causa dell'epilessia, scelgono la frequenza con cui prendere parte alle sessioni sperimentali. Partecipando a compiti cognitivi, i pazienti non incorrono in ulteriori rischi medici o chirurgici, e infatti spesso riferiscono che i protocolli di test simili a giochi forniscono sollievo dalla noia dell'attesa di crisi epilettiche. All'interno di ogni sessione, i partecipanti possono fare pause frequenti per evitare l'affaticamento. I test possono e saranno immediatamente interrotti per eventuali esigenze sanitarie.

Compito di memoria episodica (richiamo libero) o spaziale: il paradigma esistente del gruppo di studio ha utilizzato il richiamo libero per testare la memoria episodica. In questo compito, i partecipanti studiano elenchi di elementi e tentano di richiamare quante più parole possibile da ciascun elenco. Gli elenchi sono composti da parole o immagini nominabili. Un computer controlla la presentazione dello stimolo e registra le risposte dei partecipanti. Dopo l'ultimo elemento di ogni elenco, ai partecipanti viene chiesto di richiamare immediatamente l'elenco oppure viene prima data una serie di semplici problemi aritmetici da risolvere (questo compito distrattore di fine elenco serve a ridurre il grande vantaggio accordato -elenco elementi durante il richiamo). Ci sono circa 10-12 parole o elementi in un elenco. Ai partecipanti viene quindi concesso un periodo compreso tra 30 secondi e tre minuti per richiamare gli elementi dell'elenco in qualsiasi ordine. Le risposte dei partecipanti vengono registrate digitalmente dal computer e archiviate in modo anonimo per un'analisi successiva. Al fine di affrontare ulteriori domande di interesse per quanto riguarda le oscillazioni nelle aree dell'ippocampo e come queste reagiscono alla navigazione reale e immaginaria, il team di studio sta aggiungendo un compito di memoria spaziale, in cui ai partecipanti verrà chiesto di navigare in un ambiente virtuale da da una posizione all'altra, quindi simula visivamente la stessa navigazione nella mente. Per ogni navigazione effettiva, il processo di simulazione viene ripetuto. I registri sono fatti del tempo trascorso a visualizzare, così come diverse prove di cattura in cui i soggetti muovono il controller per imitare la navigazione effettiva. Questi vengono poi correlati con i file EEG. L'inclusione di entrambi i compiti consente al team di studio di affrontare entrambe le nuove domande riguardanti le oscillazioni nell'ippocampo nelle sequenze di navigazione, oltre a consentire un'ulteriore raccolta di dati su questo protocollo esistente.

Raccolta di dati iEEG: tutti i dati EEG vengono raccolti per scopi clinici dai medici, utilizzando un sistema di raccolta EEG computerizzato. In questo studio, il team dello studio copierà questi dati, priverà i dati di qualsiasi informazione riservata e analizzerà le tracce grezze dell'EEG. La sincronizzazione del computer sperimentale con i segnali iEEG si ottiene inviando un impulso isolato otticamente a un ingresso sul sistema di registrazione EEG. Il computer di test invierà un treno stereotipato di impulsi (cinque o dieci impulsi di 10 millisecondi (ms) separati da 10 ms) all'inizio e alla fine di ogni blocco sperimentale più un singolo impulso di 10 ms a intervalli regolari di un secondo. Questo treno di impulsi consente al record iEEG di sincronizzarsi con il computer di test. Il treno di partenza renderà facile individuare l'inizio di una sessione sperimentale. In questo modo, i due orologi vengono risincronizzati frequentemente, evitando che i tempi degli eventi si spostino in modo significativo nel corso di un esperimento.