Нейронные механизмы пространственных представлений за пределами себя

Это исследование основано на уникальной возможности работать с нейрохирургическими пациентами, у которых уже есть электроды, имплантированные в глубокие структуры головного мозга по клиническим показаниям (например, для мониторинга и лечения фармакорезистентной эпилепсии). Исследовательские процедуры будут проводиться только с пациентами, которым уже имплантированы такие электроды по клиническим показаниям; никакие электроды не будут имплантированы в исследовательских целях, и исследователи не будут иметь никакого влияния на процедуры имплантации этих электродов. Две группы участников будут приглашены для участия в исследовании: 1. Госпитализированные пациенты, которым временно имплантированы электроды (обычно на срок до двух недель) для мониторинга эпилепсии в отделении мониторинга эпилепсии (участники EMU). 2. Пациенты, которым хронически/постоянно имплантированы электроды в составе системы NeuroPace RNS для лечения эпилепсии (участники RNS). Независимо от исследования и до него группа клинического ухода за пациентом (неврологи, нейрохирурги и т. д.) принимает решение о том, будут ли имплантированы электроды или система RNS, исключительно на основании клинических критериев. В случае имплантации электродов или системы RNS пациентам будет предложено принять участие в исследовании; однако решение об участии или отказе от участия в исследовании не повлияет на лечение пациента или клиническую помощь.

Процедуры отбора, найма и получения согласия участников EMU:

Если клиническая бригада решит - независимо от исследования - что клиническое состояние пациента заслуживает имплантации временных электродов и госпитализации в отделение мониторинга эпилепсии (EMU), неврологи или нейрохирурги пациента пригласят пациента для участия в исследовании. исследование. Нейрохирурги и неврологи разъясняют пациенту, что решение об участии в исследовании является полностью добровольным и что это решение никоим образом не повлияет на медицинские потребности пациента. Для пациентов, которые заинтересованы в участии в исследовании, главные исследователи встречаются с пациентом, чтобы обсудить форму согласия. Впоследствии главный исследователь также следит за тем, чтобы пациент полностью понял форму согласия, и еще раз подчеркивает пациенту, что участие является полностью добровольным и что решение пациента, участвовать или нет, не повлияет на его медицинское обслуживание. Если пациенты местные, исследовательская группа встречается с пациентом в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе до или после предоперационных тестов. Обычно это делается за 1-3 недели до операции. Для пациентов, путешествующих на большие расстояния, обсуждение может состояться за день до операции. После обсуждения пациент подписывает форму согласия на участие в исследовании, которая скрепляется подписью главного исследователя.

Процедуры отбора, набора и получения согласия участников RNS:

Для предлагаемого исследования исследователи уже определили ряд пациентов для других текущих исследований, которые получили систему NeuroPace RNS в медицинском центре Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе с устройствами RNS, имплантированными в медиальные области височной доли. Эти пациенты были выявлены через их нейрохирурга или невролога, которые являются частью исследовательской группы. Эти нейрохирурги и неврологи будут информировать своих пациентов о возможности участия в этом научном исследовании. Нейрохирурги и неврологи разъясняют пациенту, что решение об участии в исследовании является полностью добровольным и что это решение никоим образом не повлияет на медицинские потребности пациента. Потенциальные субъекты, не относящиеся к медицинскому центру Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, могут предварительно связаться со своим лечащим врачом из направляющего учреждения. Если пациенты проявляют интерес к исследованию, главный исследователь, спонсор факультета или координатор исследования свяжутся по телефону в частном безопасном месте, чтобы представить и описать исследование, после чего можно будет отправить дополнительную информацию и копию формы согласия. просматривать по защищенной зашифрованной электронной почте и/или по почте, если это необходимо. Основные исследователи также следят за тем, чтобы пациент полностью понял форму согласия, и еще раз подчеркивают, что участие является полностью добровольным и что решение пациента об участии не повлияет на его медицинское обслуживание. С потенциальными участниками свяжутся не ранее, чем через 3 месяца после установки их системы RNS, чтобы узнать, заинтересован ли пациент в добровольном участии в исследовании. Согласие может быть получено по телефону или через Интернет для участников, требующих более длительных поездок и проживания. Участникам, особенно тем, кто дал согласие по телефону или через Интернет, будет предоставлена ​​физическая копия формы согласия, и их попросят подписать ее перед выполнением каких-либо исследовательских процедур.

Поведенческие задачи:

Участники RNS будут выполнять как свободно движущиеся, так и стационарные задачи пространственной навигации и наблюдения на основе обзора, тогда как участники EMU будут выполнять только задачи пространственной навигации и наблюдения на основе стационарного обзора. Внутричерепная электроэнцефалографическая (iEEG) активность у участников RNS, а также совместная активность одиночных нейронов и потенциалы локального поля (LFP) у участников EMU будут записываться, пока участники выполняют варианты задач самостоятельной навигации и наблюдения, аналогичные нашей предыдущей работе. Все задачи пространственной навигации и наблюдения будут иметь следующую базовую структуру:

• Задание на самостоятельную навигацию: участники RNS будут перемещаться по экспериментальной комнате (размером около 19,4 × 17,1 фута), в которой 20 уникальных знаков (комбинации одного цвета на стене с номерами от 1 до 5) установлены вдоль 4 стен комнаты. Кроме того, несколько предопределенных целевых мест (каждое из которых обозначено буквой) будут случайным образом распределены по комнате, но не будут видны участникам. Участникам будет неоднократно предложено перейти к одному из видимых знаков (например, «Перейти к желтому знаку-4») или найти и изучить одно из невидимых целевых местоположений (например, «Найти целевое местоположение T»). Участникам ЭВС будет предложено выполнить задачи по самостоятельной навигации в виртуальной среде, которая является точной виртуальной копией реальной экспериментальной комнаты. Чтобы обеспечить максимальное погружение, участник увидит эту комнату от первого лица через головной дисплей, и участник сможет виртуально ходить по этой комнате с помощью беспроводных контроллеров. В случае какого-либо дискомфорта задания можно выполнять и на экране настольного компьютера.
• Задача наблюдения: участники RNS будут сидеть в углу экспериментальной комнаты и наблюдать за другим человеком (т. неизвестны участникам). Участников попросят нажимать кнопку всякий раз, когда экспериментатор нажимает на одну из ранее изученных невидимых целевых точек. Участники EMU также будут выполнять эту задачу; однако участники EMU будут смотреть на комнату и другого человека на видео, которое было записано из угла комнаты. Это видео будет показано на головном дисплее, чтобы имитировать опыт наблюдателя от первого лица (как если бы участник действительно сидел в углу реальной комнаты). В случае какого-либо дискомфорта задания можно выполнять и на экране настольного компьютера. Для разных целей исследования участников попросят выполнить слегка измененные версии задачи наблюдения: вместо другого человека участникам будет предложено наблюдать за движением неодушевленного объекта (электрической платформы с дистанционным управлением, похожей на дистанционно управляемую платформу). игрушечный автомобиль) или наблюдать не за одним, а за несколькими другими людьми, которые перемещаются по экспериментальной комнате. И участников попросят просто представить движения других людей и объектов по комнате, в то время как другие люди/объекты физически не присутствуют.

Электрофизиологические записи участников ЭМУ при выполнении задания:

Для участников с временно имплантированными электродами в блоке мониторинга эпилепсии (EMU) в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе для сбора данных будет использоваться система Neuroport (Blackrock Microsystems, Солт-Лейк-Сити, Юта), которая записывает активность отдельных нейронов и нейронов LFP наряду с одновременной записью. клинические системы мониторинга эпилепсии.

Электрофизиологические записи у участников РНС при выполнении задания:

У участников есть хронически / постоянно имплантированная система RNS, одобренная FDA по клиническим причинам (например, для лечения эпилепсии), которая предназначена для лечения эпилептических припадков путем непрерывной регистрации электрофизиологической активности мозга пациента во время повседневной деятельности и обеспечения электрической стимуляции при отклонении от нормы. выявляются паттерны активности (например, активность, подобная эпилептическим припадкам). Для исследования исследовательская группа будет использовать обычные возможности записи системы RNS, в то время как участники будут выполнять описанные задачи навигации и памяти.

Отслеживание движения во время поведенческих задач:

Для участников RNS местоположение участников в экспериментальной комнате будет постоянно отслеживаться с субмиллиметровым разрешением с использованием системы отслеживания движения OptiTrack (Natural Point Inc.). Отслеживание движения не будет выполняться для участников EMU, поскольку эти участники выполняют только стационарные задачи на основе просмотра.

Отслеживание взгляда во время поведенческих задач:

Движения глаз участников RNS будут записываться с помощью мобильной гарнитуры слежения за глазами, которая также позволяет отображать взгляд участника (то есть его визуальный фокус) на видео встроенной «мировой камеры», которая захватывает окружающую среду с точки зрения участника. . Движения глаз участников EMU будут записываться с помощью встроенного в головной дисплей устройства слежения за движением глаз, предоставляя данные о движении глаз, а также о положении взгляда.