Compreendendo as respostas neuronais temporais pré-frontais e mediais a variáveis ​​cognitivas algorítmicas em pacientes com epilepsia

Os seres humanos têm uma capacidade notável de interagir de forma flexível com o meio ambiente. Uma demonstração convincente dessa flexibilidade cognitiva é a capacidade humana de responder corretamente a novas situações contextuais na primeira tentativa, sem ensaio prévio. Os investigadores se referem a essa habilidade como 'autoprogramação ad hoc': 'ad hoc' porque esses novos repertórios comportamentais são montados na hora, com base na demanda imediata, e então descartados quando não são mais necessários; 'autoprogramação' porque o cérebro tem que se configurar adequadamente com base nas demandas da tarefa e alguma combinação de experiência anterior e/ou instrução. O objetivo geral do nosso esforço de pesquisa é entender a base neurofisiológica e computacional para o comportamento autoprogramado ad hoc. O projeto U01 anterior (NS 108923) enfocou como esses programas de ação são inicialmente criados. Os resultados até agora revelaram noções tentadoras de como o cérebro representa esses programas e navega por eles. Nesta proposta, portanto, os pesquisadores se concentram na questão de como esses programas mentais são executados. Com base nas descobertas preliminares e no trabalho conceitual crítico, os pesquisadores propõem que o lobo temporal medial (MTL) e o córtex pré-frontal ventral (vPFC) criam representações dos elementos críticos desses programas mentais, incluindo conceitos como 'regras' e 'locais' , para permitir uma navegação eficaz através do algoritmo. Esses dados sugerem a existência de um 'espaço de estado algorítmico' representado nas regiões temporal medial e pré-frontal. Esta proposta visa entender os fundamentos neurofisiológicos desse espaço de estado algorítmico em humanos. Ao estudar os seres humanos, os investigadores se beneficiarão da poderosa capacidade de generalização de nossa espécie para entender como esses espaços de estado são construídos. Os pesquisadores, portanto, aproveitam as oportunidades únicas disponíveis na pesquisa em neurociência humana para registrar a partir de células únicas e sinais em nível populacional, bem como usar estimulação intracraniana para testes causais, para resolver esse problema desafiador. No objetivo 1, os investigadores estudam as representações básicas do espaço de estado algorítmico usando uma nova tarefa comportamental que requer a formação imediata de planos de ação únicos. O objetivo 2 compara diretamente as representações do espaço de estado algorítmico com o do espaço físico, justapondo versões balanceadas de tarefas espaciais e algorítmicas em um ambiente de realidade virtual (RV). Finalmente, no Objetivo 3, os investigadores testam hipóteses sobre interações entre vPFC e MTL usando estimulação intracraniana.