Farmakologiczna modulacja oscylacji mózgu w przetwarzaniu pamięci

Identyfikacja pacjentów: Zespół badawczy planuje rekrutację dorosłych pacjentów poddawanych inwazyjnemu monitorowaniu elektroencefalograficznemu (EEG) w ramach standardowej procedury klinicznej leczenia farmakologicznie opornej padaczki w UT Southwestern. Pacjenci są identyfikowani z puli pacjentów przedstawionych na konferencji dotyczącej leczenia padaczki i zgłaszani do kliniki w celu oceny operacji napadowej.

Procedury badania: Uczestnictwo ma miejsce tylko w czasie, gdy elektrody są chirurgicznie zakładane. Aktywne uczestnictwo zakończy się wraz ze zdjęciem elektrod. Osoba badana może odmówić udziału w sesjach testów poznawczych w dowolnym momencie podczas hospitalizacji z monitorowaniem wewnątrzczaszkowym i jest informowana o prawie do opuszczenia badania w dowolnym momencie. Opisane poniżej zadania neuropsychologiczne będą wykonywane przez kluczowy personel biorący udział w badaniu. Dane zostaną pozbawione elementów umożliwiających identyfikację i przekonwertowane na dane sygnałowe do przetwarzania i analizy. Personel badawczy, z wyłączeniem PI (inaczej „eksperymentatorów”), przeprowadzi analizę.

Gdy pacjenci znajdą się na oddziale monitorowania padaczki (EMU), pacjenci zostaną losowo przydzieleni do grupy otrzymującej dawkę skopolaminy (5 μg/kg) lub sól fizjologiczną (pozorowaną) dożylnie. Około 15 minut po podaniu, uczestnik wykona następnie sesję zadaniową dotyczącą pamięci epizodycznej lub przestrzennej. Następnego dnia, lub co najmniej cztery okresy półtrwania po pierwszej sesji, uczestnik otrzyma alternatywny środek, którego nie podano pierwszego dnia. Na przykład, jeśli pacjent otrzymał skopolaminę pierwszego dnia, to solankę (pozorowaną) otrzymuje drugiego dnia i odwrotnie. Następnie uczestnicy wykonają dodatkową sesję zadań związanych z pamięcią epizodyczną lub przestrzenną około 15 minut po podaniu. ,

Dzień 1: Przydzielono losowo do grupy otrzymującej skopolaminę lub sól fizjologiczną (pozorowane); Ukończ sesję zadania pamięci epizodycznej lub przestrzennej Dzień 2: Otrzymuje agenta alternatywnego od dnia 1; Kończy sesję zadań pamięci epizodycznej lub przestrzennej

Opóźnienie czasowe między sesjami pozostanie stałe, niezależnie od tego, czy podczas pierwszej sesji podano skopolaminę czy sól fizjologiczną. Uczestnikom nie zostanie podana więcej niż jedna dawka podczas jednej sesji.

Lekarz prowadzący i pielęgniarka będą wiedzieć, czy podawana jest skopolamina czy sól fizjologiczna, ale uczestnik nie będzie wiedział, co jest podawane, dopóki obie sesje nie zostaną zakończone.

Pielęgniarka prowadząca uczestnika poda dożylnie skopolaminę i/lub sól fizjologiczną.

Efekty skopolaminy utrudnią prawdziwe zaślepienie pacjenta, ale w tym celu badanie będzie wzorowane na zadaniach fMRI, w których podawanie było zaślepione.

Monitorowanie fizjologiczne: Pacjenci objęci monitorowaniem padaczki przechodzą przez cały czas monitorowanie EKG i tlenu w pulsie w ramach rutynowej opieki i nie zostanie to przerwane w okresie badania. Dyplomowany anestezjolog będzie obecny na początku okresu w celu leczenia wszelkich powikłań sercowo-płucnych przy użyciu standardowych technik, jeśli to konieczne, i będzie natychmiast dostępny w szpitalu, aby odpowiedzieć na wszelkie inne problemy.

Przegląd testów pamięci: Eksperymenty kognitywne zwykle trwają 30-75 minut i nie stanowią fizycznego zagrożenia dla uczestników. W zależności od entuzjazmu pacjenta można przeprowadzić wiele prób z przerwami na odpoczynek, a sesje mogą trwać kilka godzin. Uczestnicy mogą przerwać i wznowić w dowolnym momencie. Uczestnicy, którzy na ogół przebywają w szpitalu przez 1-2 tygodnie z powodu padaczki, sami wybierają, jak często chcą brać udział w sesjach eksperymentalnych. Uczestnicząc w zadaniach poznawczych, pacjenci nie ponoszą dodatkowego ryzyka medycznego ani chirurgicznego, aw rzeczywistości często zgłaszają, że protokoły testów przypominające gry zapewniają ulgę w nudzie związanej z oczekiwaniem na napady padaczkowe. W ramach każdej sesji uczestnicy mogą robić częste przerwy, aby uniknąć zmęczenia. Testy mogą i zostaną natychmiast przerwane z powodu wszelkich potrzeb związanych z opieką zdrowotną.

Zadanie dotyczące pamięci epizodycznej (swobodne przywoływanie) lub pamięci przestrzennej: Istniejący paradygmat zespołu badawczego wykorzystywał przywoływanie swobodne do testowania pamięci epizodycznej. W tym zadaniu uczestnicy studiują listy pozycji i próbują przypomnieć sobie jak najwięcej słów z każdej listy. Listy składają się ze słów lub obrazków, które można nazwać. Komputer steruje prezentacją bodźca i zapisuje reakcje uczestników. Po ostatnim elemencie każdej listy uczestnicy są albo proszeni o natychmiastowe przywołanie listy, albo najpierw otrzymują do rozwiązania serię prostych problemów arytmetycznych (to rozpraszające zadanie na końcu listy służy zmniejszeniu dużej przewagi, jaką daje - lista elementów podczas przywoływania). Na jednej liście znajduje się około 10-12 słów lub elementów. Następnie uczestnicy otrzymują okres od 30 sekund do trzech minut na przywołanie elementów listy w dowolnej kolejności. Odpowiedzi uczestników są rejestrowane cyfrowo przez komputer i anonimowo przechowywane do późniejszej analizy. Aby odpowiedzieć na dodatkowe interesujące pytania dotyczące oscylacji w obszarach hipokampa oraz ich reakcji na rzeczywistą i wyobrażoną nawigację, zespół badawczy dodaje zadanie pamięci przestrzennej, w którym uczestnicy będą proszeni o nawigację w środowisku wirtualnym z z jednej lokalizacji do drugiej, a następnie symuluj wizualnie tę samą nawigację w umyśle. Dla każdej rzeczywistej nawigacji proces symulacji jest powtarzany. Dzienniki są tworzone z czasu spędzonego na wizualizacji, a także z kilku prób złapania, w których badani poruszają kontrolerem, aby naśladować rzeczywistą nawigację. Są one następnie skorelowane z plikami EEG. Włączenie obu zadań pozwala zespołowi badawczemu odpowiedzieć zarówno na nowe pytania dotyczące oscylacji w hipokampie w sekwencjach nawigacyjnych, jak i umożliwić dalsze gromadzenie danych na temat tego istniejącego protokołu.

Gromadzenie danych iEEG: Wszystkie dane EEG są zbierane do celów klinicznych przez klinicystów przy użyciu skomputeryzowanego systemu gromadzenia danych EEG. W tym badaniu zespół badawczy skopiuje te dane, usunie z nich wszelkie poufne informacje i przeanalizuje surowe ślady EEG. Synchronizacja komputera eksperymentalnego z sygnałami iEEG odbywa się poprzez wysłanie izolowanego optycznie impulsu na wejście systemu rejestracji EEG. Komputer testowy wyśle ​​stereotypowy ciąg impulsów (pięć lub dziesięć 10-milisekundowych (ms) impulsów oddzielonych 10-milisekundowymi) na początku i na końcu każdego bloku eksperymentalnego plus pojedynczy 10-milisekundowy impuls w regularnych odstępach jednej sekundy. Ten ciąg impulsów umożliwia synchronizację zapisu iEEG z komputerem testującym. Pociąg startowy ułatwi zlokalizowanie początku sesji eksperymentalnej. W ten sposób oba zegary są często resynchronizowane, co zapobiega znacznemu dryfowaniu czasów zdarzeń w trakcie eksperymentu.