多方法脳刺激によるエピソード記憶iEEGネットワークの因果的マッピングに向けて

エピソード記憶障害は、海馬およびその相互作用する脳領域のネットワークに疾患が影響を与える際に発生します。 治療法の開発には、記憶の脳メカニズムのより深い理解が必要です。 このプロジェクトでは、刺激を用いてヒトにおける脳と行動の関係を操作し、それによって海馬ネットワークが記憶をどのように支えているかを直接的に検証する実験的アプローチを開発します。 頭蓋内脳波記録法（iEEG）は、高い空間的・時間的分解能で記憶の神経基盤を研究する機会を提供します。 多くの実験が、例えば記憶の成功例と失敗例を比較することで、記憶に関連するiEEG信号を特定してきました。 しかし、このような比較では、無関係な同時発生の認知プロセスの信号を特定できるため、これらの信号の機能的関連性は依然として不明確です。 行動神経科学においてこの制限に対処する一般的なアプローチは、双方向的操作、すなわち、仮定された神経プロセスの外因性の増強または抑制と、行動パフォーマンスの対応する増強または抑制のテストです。 このアプローチは、ヒトのiEEG記憶研究では十分に活用されていません。その理由の一部は、iEEG電極を通じた直接電気刺激（DES）など、現在利用可能な操作で記憶や神経信号を確実に影響させることの難しさにあります。 ヒトのiEEG記憶研究で双方向的操作実験を実現する手段として、このプロジェクトでは、海馬ネットワーク活動と記憶パフォーマンスを確実かつ強固に影響させる非侵襲性電磁刺激ツール「海馬間接ターゲット刺激（HITS）」を活用します。 HITSは、記憶行動パフォーマンスの向上と障害に関連する海馬ネットワークの活動パターンを特定するために、初めてiEEGと共に使用されます。 行動関連性を厳密に検証するために、HITSによって生成された海馬ネットワークiEEG活動パターンを再現するDESパラメータを特定するための閉ループ機械学習アプローチを使用し、次に、これらの海馬ネットワークiEEG活動パターンを増強または抑制するためのDESの適用が、記憶行動パフォーマンスの対応する向上と障害を生み出すかどうかをテストします。 したがって、双方向的操作は、記憶行動のiEEG信号を直接的／因果的にテストするために使用されます。 HITSの効果を模倣するDESパラメータのグループレベルモデリングは、HITSの技術的能力を欠く複数のサイトにおけるより大規模なiEEGサンプルで記憶メカニズムをテストする将来の研究のために、双方向的操作のアクセシビリティを広げるために使用されます。 3つのサイトで、記憶パフォーマンスにおける海馬ネットワーク活動の双方向的操作が、事前仮説に基づくDESよりもHITSに基づくDESでより成功するかどうかをテストします。 この探索的プロジェクトは、したがって、双方向的操作実験を用いて記憶行動パフォーマンスの海馬ネットワークサポートを厳密にテストする将来の研究の基盤を構築し、この革新的なメカニズム記憶研究を実行するために複数の機関にわたる多分野研究者の協力体制を確立します。