EEG Intracraniano para Testar Como a Estimulação Não Invasiva Afeta a Memória Dependente do Hipocampo

Este projeto exploratório combina a estimulação cerebral não invasiva com registos electrofisiológicos invasivos/neurocirúrgicos em humanos para identificar mecanismos de como a estimulação direcionada à rede hipocampal afeta o desempenho da memória episódica. A disfunção da rede hipocampal está associada a défices de memória episódica numa variedade de perturbações neurológicas e psiquiátricas. Regiões centrais desta rede, como o hipocampo, estão demasiado profundas no cérebro para serem diretamente afetadas por abordagens de neuromodulação não invasivas bem validadas. A Estimulação do Hipocampo Direcionada Indiretamente ("HITS") aborda esta limitação ao direcionar o hipocampo indiretamente através de locais da rede hipocampal neocortical acessíveis à estimulação, aos quais é aplicada estimulação magnética transcraniana padronizada. A HITS melhora de forma fiável o desempenho da memória episódica e aumenta a atividade da rede hipocampal em fMRI, incluindo o hipocampo. No entanto, não está claro como a HITS afeta a atividade neural para produzir estes efeitos. O desempenho da memória é suportado por atividade neural espácio-temporalmente coordenada da rede hipocampal, como na sincronização da atividade oscilatória na banda de frequência teta. Os investigadores formulam a hipótese de que a HITS influencia diretamente esta atividade coordenada dentro da rede hipocampal. Alternativamente, a HITS poderia ter uma variedade de efeitos não específicos, indiretos ou neuromodulatórios que não são necessariamente específicos da rede hipocampal. O EEG intracraniano (iEEG) registado a partir de macroeletrodos de profundidade multicontato em doentes submetidos a procedimentos neurocirúrgicos fornece a precisão temporal e espacial necessária para testar a hipótese de que a HITS impacta diretamente a atividade da rede hipocampal. Os investigadores irão, portanto, realizar HITS em doentes submetidos a iEEG. Os investigadores irão determinar o impacto da HITS na atividade da rede hipocampal versus em áreas cerebrais não alvo. Para testar se a HITS influencia a coordenação da atividade oscilatória na banda teta que é especialmente importante para a memória, os investigadores usarão um ritmo de estimulação que deverá afetar ao máximo esta atividade (estimulação padronizada em rajada teta) versus ritmos de controlo e administrarão HITS durante uma tarefa de memória versus durante períodos sem tarefa. Este é um projeto exploratório ideal porque a HITS-iEEG tem uma forte fundamentação científica, mas envolve muitos desafios técnicos e logísticos ainda por resolver. O sucesso poderia motivar investigação altamente impactante utilizando HITS-iEEG. Por exemplo, compreender os mecanismos neurais de como a HITS melhora a memória episódica poderia esclarecer como alcançar a melhoria da memória através de outros métodos, como por estimulação cerebral profunda, por métodos portáteis de estimulação elétrica não invasiva, ou por tecnologias de estimulação não invasiva de próxima geração. Esta investigação futura teria um forte potencial científico, ao fornecer testes causais baseados em estimulação das relações cérebro-comportamento para a memória. Os resultados poderiam motivar terapia de estimulação cerebral para perturbações de memória neurológicas e psiquiátricas.