Внутричерепная ЭЭГ для исследования влияния неинвазивной стимуляции на гиппокамп-зависимую память

Этот исследовательский проект объединяет неинвазивную стимуляцию мозга с инвазивными/нейрохирургическими электрофизиологическими записями у людей, чтобы определить механизмы того, как стимуляция, нацеленная на гиппокампальную сеть, влияет на производительность эпизодической памяти. Дисфункция гиппокампальной сети связана с нарушениями эпизодической памяти при различных неврологических и психических расстройствах. Ключевые области этой сети, такие как гиппокамп, расположены слишком глубоко в мозге, чтобы на них можно было напрямую воздействовать хорошо проверенными неинвазивными подходами к нейромодуляции. Косвенно нацеленная стимуляция гиппокампа (HITS) решает это ограничение, воздействуя на гиппокамп косвенно через доступные для стимуляции неокортикальные участки гиппокампальной сети, к которым применяется структурированная транскраниальная магнитная стимуляция. HITS надежно улучшает производительность эпизодической памяти и увеличивает активность гиппокампальной сети по данным фМРТ, включая гиппокамп. Однако неясно, как HITS влияет на нейронную активность, чтобы вызвать эти эффекты. Производительность памяти поддерживается пространственно-временной скоординированной нейронной активностью гиппокампальной сети, такой как синхронизация осцилляторной активности в тета-частотном диапазоне. Исследователи предполагают, что HITS непосредственно влияет на эту скоординированную активность в пределах гиппокампальной сети. В качестве альтернативы, HITS может оказывать различные неспецифические, косвенные или нейромодуляторные эффекты, которые не обязательно специфичны для гиппокампальной сети. Внутричерепная ЭЭГ (iEEG), записанная с помощью многоконтактных глубинных макроэлектродов у пациентов, проходящих нейрохирургические процедуры, обеспечивает необходимую временную и пространственную точность, требуемую для проверки гипотезы о том, что HITS непосредственно воздействует на активность гиппокампальной сети. Поэтому исследователи будут проводить HITS у пациентов, проходящих iEEG. Исследователи определят влияние HITS на активность гиппокампальной сети по сравнению с активностью внецелевых областей мозга. Чтобы проверить, влияет ли HITS на координацию осцилляторной активности в тета-диапазоне, которая особенно важна для памяти, исследователи будут использовать ритм стимуляции, который должен максимально влиять на эту активность (тета-взрывная структурированная стимуляция), по сравнению с контрольными ритмами, и будут применять HITS во время задачи на память по сравнению с периодами без задачи. Это идеальный исследовательский проект, потому что HITS-iEEG имеет прочное научное обоснование, но включает множество технических и логистических проблем, которые еще предстоит решить. Успех может мотивировать высокоэффективные исследования с использованием HITS-iEEG. Например, понимание нейронных механизмов того, как HITS улучшает эпизодическую память, может прояснить, как достичь улучшения памяти с помощью других методов, таких как глубокая стимуляция мозга, портативные неинвазивные методы электрической стимуляции или новейшие неинвазивные технологии стимуляции. Такие будущие исследования будут иметь сильный научный потенциал, предоставляя основанные на стимуляции причинные тесты взаимосвязей мозг-поведение для памяти. Результаты могут мотивировать терапию стимуляцией мозга при неврологических и психических расстройствах памяти.