Mecanismos neurais de representações espaciais além do self

Este estudo de pesquisa é baseado em uma oportunidade única de trabalhar com pacientes neurocirúrgicos, que já possuem eletrodos implantados em estruturas cerebrais profundas por razões clínicas (ou seja, para monitoramento e tratamento de epilepsia farmacorresistente). Os procedimentos de pesquisa somente serão realizados em pacientes que já possuam tais eletrodos implantados por motivos clínicos; nenhum eletrodo será implantado para fins de pesquisa e os pesquisadores não terão nenhuma influência nos procedimentos de implantação desses eletrodos. Dois grupos de participantes serão convidados a participar do estudo de pesquisa: 1. Pacientes hospitalizados que têm eletrodos implantados temporariamente (normalmente por até duas semanas) para monitoramento de epilepsia na unidade de monitoramento de epilepsia (participantes da EMU). 2. Pacientes com eletrodos implantados de forma crônica/permanente como parte do Sistema NeuroPace RNS para o tratamento da epilepsia (participantes do RNS). Independente e antes do estudo de pesquisa, a equipe de atendimento clínico do paciente (neurologistas, neurocirurgiões, etc.) decide se os eletrodos ou o Sistema RNS serão implantados com base apenas em critérios clínicos. Se os eletrodos ou o Sistema RNS forem implantados, os pacientes serão então convidados a participar do estudo de pesquisa; no entanto, a decisão de participar ou não do estudo de pesquisa não terá qualquer efeito sobre o tratamento ou cuidados clínicos do paciente.

Procedimentos de triagem, recrutamento e consentimento para participantes da UEM:

Se a equipe de atendimento clínico decidir - independentemente do estudo de pesquisa - que a condição clínica de um paciente merece implantação de eletrodos temporários e internação na unidade de monitoramento de epilepsia (UMA), os neurologistas ou neurocirurgiões do paciente convidarão o paciente a participar do estudo de pesquisa. Os neurocirurgiões e neurologistas deixam claro ao paciente que a decisão de participar da pesquisa é totalmente voluntária e que as necessidades médicas do paciente não serão afetadas de forma alguma por esta decisão. Para pacientes interessados ​​em participar do estudo de pesquisa, os investigadores principais se reúnem com o paciente para discutir o formulário de consentimento. Posteriormente, o investigador principal também garante que o paciente compreendeu totalmente o formulário de consentimento e enfatiza novamente ao paciente que a participação é totalmente voluntária e que a decisão do paciente de participar ou não terá efeito em seus cuidados médicos. Se os pacientes forem locais, a equipe de pesquisa se reúne com o paciente na UCLA antes ou depois dos testes pré-cirúrgicos. Isso geralmente é feito 1-3 semanas antes da cirurgia. Para pacientes que viajam de longa distância, a discussão pode ocorrer um dia antes da cirurgia. Após a discussão, o paciente assina o termo de consentimento para participar do estudo de pesquisa e é assinado pelo investigador principal.

Procedimentos de triagem, recrutamento e consentimento para participantes do RNS:

Para o estudo proposto, os investigadores já identificaram vários pacientes para outros estudos em andamento que receberam o Sistema NeuroPace RNS no centro médico da UCLA com dispositivos RNS implantados nas regiões mediais do lobo temporal. Esses pacientes foram identificados por meio de seu neurocirurgião ou neurologista, que fazem parte da equipe do estudo. Esses neurocirurgiões e neurologistas informarão seus pacientes sobre a oportunidade de participar deste estudo de pesquisa. Os neurocirurgiões e neurologistas deixam claro ao paciente que a decisão de participar da pesquisa é totalmente voluntária e que as necessidades médicas do paciente não serão afetadas de forma alguma por esta decisão. Sujeitos potenciais externos ao centro médico da UCLA podem ter contato preliminar de seu médico assistente de uma instituição de referência. Se os pacientes indicarem interesse no estudo, o investigador principal, o patrocinador do corpo docente ou o coordenador do estudo farão contato direto inicial por telefone em um local seguro e privado para apresentar e descrever o estudo, após o qual mais informações e cópia do formulário de consentimento podem ser enviadas para revisão via e-mail criptografado seguro e/ou correio, se necessário. Os investigadores principais também garantem que o paciente entenda totalmente o formulário de consentimento e enfatizam novamente que a participação é totalmente voluntária e que a decisão do paciente de participar não terá efeito sobre seus cuidados médicos. Os participantes em potencial serão abordados no máximo 3 meses após a colocação do sistema RNS para ver se o paciente estaria interessado em se voluntariar para o estudo. O consentimento pode ser obtido por telefone ou internet para participantes que necessitem de providências de viagens e acomodações prolongadas. Os participantes, particularmente aqueles que consentiram por telefone ou pela internet, receberão uma cópia física do formulário de consentimento e serão solicitados a assiná-lo antes de realizar qualquer procedimento de pesquisa.

Tarefas comportamentais:

Os participantes do RNS concluirão tarefas de navegação e observação espacial baseadas em visão estacionária e em movimento livre, enquanto os participantes da EMU concluirão apenas tarefas de navegação e observação espacial baseadas em visão estacionária. A atividade eletroencefalográfica intracraniana (iEEG) em participantes de RNS e a atividade conjunta de um único neurônio e potenciais de campo local (LFP) em participantes de EMU serão registradas enquanto os participantes completam variantes de tarefas de autonavegação e observação, semelhantes ao nosso trabalho anterior. Todas as tarefas de navegação e observação espacial terão a seguinte estrutura básica:

• Tarefa de autonavegação: os participantes do RNS navegarão em uma sala experimental (tamanho de cerca de 19,4 × 17,1 pés) na qual 20 sinais exclusivos (combinações de uma única cor por parede com números de 1 a 5) são montados ao longo das 4 paredes da sala. Além disso, vários locais-alvo predefinidos (cada um nomeado com uma letra) serão distribuídos aleatoriamente pela sala, mas não visíveis aos participantes. Os participantes serão repetidamente solicitados a navegar para um dos sinais visíveis (por exemplo, "Ir para o sinal amarelo-4") ou para encontrar e aprender um dos locais de destino invisíveis (por exemplo, "Encontrar o local de destino T"). Os participantes da EMU serão solicitados a realizar as tarefas de autonavegação em um ambiente virtual, que é uma réplica virtual exata da sala experimental real. Para garantir uma experiência de imersão máxima, o participante verá esta sala da perspectiva da primeira pessoa por meio de um head-mounted display, e o participante poderá caminhar virtualmente por esta sala usando controladores sem fio. No caso de algum desconforto, as tarefas também podem ser realizadas na tela de um computador desktop.
• Tarefa de observação: os participantes do RNS sentarão no canto da sala experimental e observarão outra pessoa (ou seja, um experimentador) que anda dentro da sala em uma trajetória aparentemente aleatória (na verdade, a trajetória será pré-definida e controlada, mas desconhecido dos participantes). Os participantes serão solicitados a pressionar um botão sempre que o experimentador atingir um dos locais-alvo invisíveis previamente aprendidos. Os participantes da UEM também realizarão esta tarefa; no entanto, os participantes da EMU assistirão à sala e à outra pessoa em um vídeo que foi gravado em um canto da sala. Este vídeo será exibido no head-mounted display, a fim de imitar a experiência da perspectiva de um observador em primeira pessoa (como se o participante realmente estivesse sentado no canto da sala real). No caso de algum desconforto, as tarefas também podem ser realizadas na tela de um computador desktop. Para diferentes objetivos de estudo, os participantes serão solicitados a realizar versões ligeiramente modificadas da tarefa de observação: Em vez de outra pessoa, os participantes serão solicitados a observar os movimentos de um objeto inanimado (uma plataforma elétrica controlada remotamente, semelhante a um carrinho de brinquedo), ou observar não uma, mas várias outras pessoas que se movimentam pela sala experimental. E os participantes serão solicitados a apenas imaginar os movimentos de outros indivíduos e objetos em toda a sala, enquanto nenhum outro indivíduo/objeto estiver fisicamente presente.

Registros eletrofisiológicos em participantes da EMU durante a execução de tarefas:

Para participantes com eletrodos implantados temporariamente na unidade de monitoramento de epilepsia (EMU) na UCLA, o Sistema Neuroport (Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT) será usado para aquisição de dados, que registra a atividade neuronal de unidade única e LFP juntamente com a gravação simultânea sistemas clínicos para monitoramento de epilepsia.

Registros eletrofisiológicos em participantes de RNS durante a execução de tarefas:

Os participantes têm o Sistema RNS aprovado pela FDA implantado de forma crônica/permanente por razões clínicas (ou seja, tratamento de epilepsia), que é projetado para tratar crises epilépticas registrando continuamente a atividade eletrofisiológica do cérebro do paciente durante as atividades da vida cotidiana e fornecendo estimulação elétrica quando anormal padrões de atividade (por exemplo, atividade semelhante a um ataque epiléptico) são detectados. Para o estudo de pesquisa, a equipe de estudo usará os recursos regulares de gravação do Sistema RNS, enquanto os participantes executam as tarefas de navegação e memória descritas.

Rastreamento de movimento durante tarefas comportamentais:

Para os participantes do RNS, a localização dos participantes dentro da sala experimental será rastreada continuamente com resolução submilimétrica usando o sistema de rastreamento de movimento OptiTrack (Natural Point Inc.). O rastreamento de movimento não será executado para participantes da EMU, pois esses participantes executam apenas tarefas estacionárias baseadas em visualização.

Rastreamento ocular durante tarefas comportamentais:

Os movimentos oculares dos participantes do RNS serão gravados usando um fone de ouvido de rastreamento ocular móvel, que também permite o mapeamento do olhar do participante (ou seja, seu foco visual) no vídeo de uma 'câmera mundial' integrada que captura o ambiente do ponto de vista do participante . Os movimentos oculares dos participantes da EMU serão registrados com um rastreador ocular embutido no head-mounted display, fornecendo o movimento dos olhos, bem como os dados de posição do olhar.