Farmakologisk modulering av hjerneoscillasjoner i minneprosessering

Pasientidentifikasjon: Studieteamet planlegger å rekruttere voksne pasienter som gjennomgår invasiv elektroencefalografisk (EEG) overvåking som en del av en standard klinisk prosedyre for behandling av farmakologisk resistent epilepsi ved UT Southwestern. Pasienter identifiseres fra gruppen av pasienter som ble presentert på epilepsibehandlingskonferansen og kontaktet når de presenteres for klinikken for evaluering for anfallskirurgi.

Studieprosedyrer: Deltakelse skjer kun i løpet av den tiden elektrodene er på plass kirurgisk. Aktiv deltakelse avsluttes når elektrodene er fjernet. Forsøkspersonen kan avslå å delta i kognitive testøkter til enhver tid under intrakraniell overvåking på sykehusinnleggelse og blir informert om retten til å forlate studien når som helst. De nevropsykologiske oppgavene beskrevet nedenfor vil bli administrert av nøkkelpersonell på studien. Dataene vil bli avidentifisert og konvertert til signaldata for prosessering og analyse. Studiepersonell, unntatt PI (aka 'eksperimentere') vil utføre analyser.

Når pasienter er i epilepsiovervåkingsenheten (EMU), vil forsøkspersonene bli randomisert til å motta enten en dose scopolamin (5 ug/kg) eller saltvann (sham) via IV. Omtrent 15 minutter etter administrering vil deltakeren deretter fullføre enten en episodisk eller en spatial minneoppgaveøkt. Dagen etter, eller minst fire halveringstider etter den første økten, vil deltakeren motta den alternative agenten som ikke er gitt den første dagen. For eksempel, hvis pasienten fikk Scopolamin den første dagen, mottas saltvannet (sham) den andre dagen, og omvendt. Deltakerne vil deretter fullføre en ekstra episodisk eller romlig minneoppgave ca. 15 minutter etter administrering. ,

Dag 1: Randomisert til å motta enten Scopolamin eller saltvann (sham); Fullfør episodisk eller romlig minneoppgaveøkt Dag 2: Mottar alternativ agent fra dag 1; Fullfører episodisk eller romlig minneoppgaveøkt

Tidsforsinkelsen mellom øktene vil forbli konsistent uansett om skopolamin eller saltvann ble administrert under den første økten. Deltakerne vil ikke bli administrert mer enn én dose i løpet av en enkelt økt.

Den behandlende legen og sykepleieren vil vite om skopolamin eller saltvann blir administrert, men deltakeren vil ikke vite om det som blir administrert før etter at begge øktene er fullført.

Deltakerens behandlende sykepleier vil gi intravenøs skopolamin og/eller saltvann.

Effektene av scopolamin vil gjøre ekte blinding av pasienter vanskelig, men for dette vil studien bli modellert på fMRI-oppgaver der administrering ble blindet.

Fysiologisk overvåking: Pasienter i epilepsiovervåking gjennomgår EKG- og pulsoksygenovervåking til enhver tid som en del av rutinemessig behandling, og dette vil ikke bli avbrutt i løpet av studieperioden. En styresertifisert anestesilege vil være til stede i begynnelsen av perioden for å behandle eventuelle kardiopulmonale komplikasjoner ved bruk av standardteknikker, om nødvendig, og vil være umiddelbart tilgjengelig på sykehuset for å svare med andre bekymringer.

Oversikt over minnetesting: De kognitive eksperimentene varer vanligvis i 30-75 minutter og er uten fysisk risiko for deltakerne. Avhengig av pasientens entusiasme, kan flere forsøk utføres med mellomliggende hvilepauser, og øktene kan vare i flere timer. Deltakere kan stoppe og fortsette når som helst. Deltakerne, som vanligvis er innlagt på sykehus i 1-2 uker på grunn av epilepsi, velger hvor ofte de skal delta i forsøksøktene. Ved å delta i kognitive oppgaver pådrar pasienter seg ingen ytterligere medisinsk eller kirurgisk risiko, og rapporterer faktisk ofte at de spilllignende testprotokollene gir lindring fra kjedsomheten ved å vente på anfall. Innenfor hver økt får deltakerne ta hyppige pauser for å unngå tretthet. Testing kan og vil umiddelbart bli avbrutt for eventuelle helserelaterte behov.

Episodisk (Free Recall) eller Spatial Memory Task: Studieteamets eksisterende paradigme har brukt Free Recall for å teste episodisk hukommelse. I denne oppgaven studerer deltakerne lister over elementer og prøver å huske så mange ord som mulig fra hver liste. Lister består av ord eller navngivbare bilder. En datamaskin kontrollerer stimuluspresentasjon og registrerer deltakernes svar. Etter det siste elementet på hver liste, blir deltakerne enten bedt om å hente frem listen umiddelbart, eller de får først en rekke enkle regneoppgaver å løse (denne distraheringsoppgaven ved slutten av listen tjener til å redusere den store fordelen som gis ved slutten av listen. -liste elementer under tilbakekalling). Det er omtrent 10-12 ord eller elementer i én liste. Deltakerne får deretter en periode på mellom 30 sekunder og tre minutter til å huske listeelementer i hvilken som helst rekkefølge. Deltakernes svar registreres digitalt av datamaskinen og lagres anonymt for senere analyse. For å besvare ytterligere spørsmål av interesse med hensyn til svingninger i hippocampus-områdene, og hvordan disse reagerer på ekte og forestilt navigasjon, legger studieteamet til en romlig minneoppgave, der deltakerne vil bli bedt om å navigere i et virtuelt miljø fra kl. ett sted til et annet, og simuler deretter den samme navigasjonen i sinnet visuelt. For hver faktisk navigasjon gjentas simuleringsprosessen. Det lages logger over tiden brukt på visualisering, samt flere fangstforsøk der forsøkspersoner beveger kontrolleren for å etterligne selve navigasjonen. Disse blir deretter korrelert med EEG-filene. Inkluderingen av begge oppgavene lar studieteamet ta opp både nye spørsmål angående svingningene i hippocampus i navigasjonssekvenser, samt tillate ytterligere datainnsamling om denne eksisterende protokollen.

Innsamling av iEEG-data: Alle EEG-data samles inn for kliniske formål av klinikere, ved hjelp av et datastyrt EEG-innsamlingssystem. I denne studien vil studieteamet kopiere disse dataene, fjerne all konfidensiell informasjon fra dataene og analysere de rå sporene av EEG. Synkronisering av den eksperimentelle datamaskinen med iEEG-signalene oppnås ved å sende en optisk isolert puls til en inngang på EEG-opptakssystemet. Testdatamaskinen vil sende et stereotypt tog av pulser (fem eller ti pulser på 10 millisekunder (ms) atskilt med 10 ms) ved starten og slutten av hver eksperimentelle blokk pluss en enkelt 10-ms puls med jevne intervaller på ett sekund. Dette pulstoget gjør det mulig for iEEG-posten å synkronisere seg selv med testdatamaskinen. Starttoget vil gjøre det enkelt å finne begynnelsen av en eksperimentell økt. På denne måten resynkroniseres de to klokkene ofte, og forhindrer hendelsestidene i å avvike betydelig gjennom løpet av et eksperiment.