Estudando os Efeitos da Estimulação Cerebral no Controle Cognitivo e EEG Associado em Seres Humanos.

O controle cognitivo é um elemento central da cognição humana que está prejudicado em várias doenças psiquiátricas. Está intimamente associado a regiões cerebrais que são proeminentemente desreguladas na doença, como o córtex cingulado dorsal anterior (dACC), o córtex pré-frontal dorso-lateral (dlPFC), o córtex orbitofrontal (OFC) e a amígdala. Vincular o controle cognitivo a substratos neurais específicos e interações em nível de circuito é fundamental para entender como as interrupções de controle levam a doenças neurológicas e psiquiátricas. Este é o trabalho que é melhor feito em humanos, e por isso estudaremos o controle cognitivo usando registros de potencial de campo local intracraniano em pacientes com epilepsia humana. Estudaremos o controle cognitivo em pacientes com eletrodos implantados para localização pré-cirúrgica de crises epilépticas. Esses pacientes têm eletrodos em muitas das regiões cerebrais envolvidas no controle cognitivo, o que é uma oportunidade única de registrar o cérebro humano em nível de rede. Os participantes realizarão tarefas de laboratório que medem o controle cognitivo enquanto registramos a atividade elétrica do cérebro. O objetivo desta proposta de pesquisa é caracterizar e modelar as oscilações corticais subjacentes ao aspecto de resolução de conflitos do controle cognitivo nos estados mentais saudáveis ​​e ansiosos/deprimidos para informar o projeto de intervenções de neuromodulação para a restauração de estados mentais saudáveis. Faremos três abordagens complementares para atingir esse objetivo. 1) Usando EEG intracraniano registrado em pacientes com epilepsia submetidos a monitoramento invasivo para avaliação cirúrgica, determinaremos as oscilações neurais corticais subjacentes ao controle cognitivo no quadro de uma tarefa de conflito. Também usaremos isso para diferenciar entre indivíduos normais e deprimidos ou ansiosos. 2) Usaremos um modelo cortical de população neural para simular e caracterizar mecanismos neurais viáveis ​​subjacentes a dlPFC e oscilações corticais temporais observadas durante o processamento de conflitos. Usaremos uma abordagem baseada em dados para estimar os parâmetros relevantes do modelo. 3) Usaremos o modelo calibrado para indivíduos individuais para projetar um paradigma de estimulação elétrica cortical para modular as oscilações simuladas em direção a um estado saudável desejado. Em seguida, validaremos nosso modelo testando as previsões do modelo em 4 seres humanos e determinaremos se podemos alterar com sucesso os sinais neurais e o comportamento associado.

Este não é um estudo randomizado controlado. Todos os participantes receberão gravação cerebral e todos receberão estimulação assim que os métodos de estimulação forem configurados. A randomização será dentro do assunto: alguns blocos da tarefa serão executados em diferentes condições que enfatizam diferentes aspectos do cálculo de controle. Alguns blocos terão estimulação cerebral e outros não.