Indagare i segnali di sorpresa nell'insula anteriore

I ricercatori propongono un esperimento comportamentale con la registrazione e la stimolazione SEEG, sia per confermare il ruolo di una regione del cervello nota come insula anteriore nell'identificare la sorpresa, sia per disambiguare tra i principi concorrenti alla base dell'adattamento: ottimizzazione e soddisfazione. Gli ottimizzatori continuano ad apprendere e ad adattarsi se le prestazioni possono essere migliorate, mentre i soddisfacenti sono soddisfatti di una prestazione sufficientemente buona e cesseranno di adattarsi una volta raggiunta.

Per studiare i segnali di sorpresa nell'insula anteriore, una struttura cerebrale in cui questi segnali sono stati molto prominenti, i ricercatori impiegheranno un esperimento con soggetti che sono sotto registrazione SEEG (stereoelettroencefalogramma), cioè registrazione da elettrodi che sono stati impiantati chirurgicamente nel cervello. Queste registrazioni verranno eseguite mentre i pazienti eseguono un compito in cui cercano di anticipare i movimenti di un bersaglio su una linea in due diversi ambienti di apprendimento (condizioni). Gli sperimentatori determineranno quindi se questi segnali riflettono la sorpresa relativa al passato impegno con l'ambiente, o la sorpresa che rivela che l'agente non si sente più in controllo perché l'incertezza non è in linea con il modello di riferimento. Se l'evidenza è coerente con la prima, l'adattamento riflette il rinforzo tradizionale e mira a ottimizzare il comportamento. Se invece l'evidenza è coerente con quest'ultima, il comportamento è guidato da un modello precedente (un modello di riferimento) e il comportamento è soddisfacente.

Uno studio fMRI di d'Acremont e Bossaerts fornisce la prova iniziale che l'attivazione nell'insula anteriore supporta l'ipotesi soddisfacente, tuttavia manca la granularità temporale per escludere completamente l'ottimizzazione. Nell'attuale progetto, i ricercatori propongono di utilizzare la maggiore risoluzione temporale delle registrazioni SEEG per confermare questi risultati e rifiutare l'ipotesi di ottimizzazione.

Inoltre, le stimolazioni dell'insula anteriore durante un sottoinsieme di prove saranno utilizzate per determinare se l'attivazione insulare a seguito di segnali di sorpresa e precedenti cambiamenti nel comportamento (apprendimento) sia meramente correlazionale o di fatto causale. La stimolazione ci consentirà di determinare fino a che punto il senso di controllo dei soggetti e il successivo comportamento possono essere influenzati in accordo con la modellazione del comportamento basata sulla sorpresa.

La coorte per questo studio sarà costituita da pazienti con epilessia focale resistente ai farmaci e che sono ricoverati presso l'Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) per la valutazione pre-chirurgica della loro epilessia utilizzando SEEG. Il protocollo verrà eseguito in parallelo con le procedure cliniche dei pazienti.