Undersøker overraskelsessignaler i fremre øy

Etterforskerne foreslår et atferdseksperiment med SEEG-registrering og stimulering, for både å bekrefte rollen til en hjerneregion kjent som den fremre insulaen for å identifisere overraskelse, og skille mellom konkurrerende prinsipper bak tilpasning: optimalisering og tilfredsstillelse. Optimalisatorer fortsetter å lære og tilpasse seg hvis ytelsen kan forbedres, mens tilfredsstillere er fornøyd med en god nok ytelse og vil slutte å tilpasse seg når den er nådd.

For å studere overraskelsessignaler i den fremre insulaen, en hjernestruktur hvor disse signalene har vært svært fremtredende, vil etterforskerne bruke et eksperiment med forsøkspersoner som er under SEEG (stereoelektroencefalogram) registrering, det vil si registrering fra elektroder som er kirurgisk implantert i hjerne. Disse registreringene vil bli gjort mens pasienter utfører en oppgave der de prøver å forutse bevegelsene til et mål på en linje i to forskjellige læringsmiljøer (forhold). Eksperimentørene vil deretter avgjøre om disse signalene reflekterer overraskelse i forhold til tidligere engasjement med miljøet, eller overraskelse som avslører at agenten ikke lenger føler seg i kontroll fordi usikkerhet ikke er i tråd med referansemodellen. Hvis bevis er i samsvar med det tidligere, reflekterer tilpasning tradisjonell forsterkning og tar sikte på å optimalisere atferd. Hvis bevis i stedet stemmer overens med sistnevnte, styres atferd av en tidligere modell (en referansemodell) og atferd er tilfredsstillende.

En fMRI-studie av d'Acremont og Bossaerts gir innledende bevis for at aktivering i den fremre insulaen støtter den tilfredsstillende hypotesen, men den mangler den tidsmessige granulariteten for å fullstendig utelukke optimalisering. I det nåværende prosjektet foreslår etterforskerne å bruke den høyere tidsoppløsningen til SEEG-opptak for å bekrefte disse funnene og forkaste optimaliseringshypotesen.

I tillegg vil stimuleringer av den fremre insulaen under en undergruppe av forsøk bli brukt for å bestemme om insulær aktivering etter overraskelsessignaler og foregående endringer i atferd (læring) bare er korrelasjonell eller faktisk kausal. Stimulering vil tillate oss å bestemme i hvilken grad forsøkspersonenes følelse av kontroll og påfølgende atferd kan påvirkes i samsvar med overraskelsesbasert modellering av atferd.

Kohorten for denne studien vil være pasienter med medikamentresistent, fokal epilepsi og som er innlagt ved Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) for pre-kirurgisk evaluering av deres epilepsi ved hjelp av SEEG. Protokollen vil gå parallelt med pasientenes kliniske prosedyrer.