Undersöker överraskningssignaler i främre ön

Utredarna föreslår ett beteendeexperiment med SEEG-registrering och stimulering, för att både bekräfta rollen av en hjärnregion känd som den främre ön för att identifiera överraskning, och disambiguera mellan konkurrerande principer bakom anpassning: optimera och tillfredsställa. Optimerare fortsätter att lära sig och anpassa sig om prestandan kan förbättras, medan de som är nöjda är nöjda med en tillräckligt bra prestation och kommer att sluta anpassa sig när det är nått.

För att studera överraskningssignaler i den främre insulan, en hjärnstruktur där dessa signaler har varit mycket framträdande, kommer utredarna att använda ett experiment med försökspersoner som är under SEEG-registrering (stereoelektroencefalogram), det vill säga inspelning från elektroder som har implanterats kirurgiskt i hjärna. Dessa inspelningar kommer att göras när patienter utför en uppgift där de försöker förutse rörelserna av ett mål på en linje i två olika inlärningsmiljöer (förhållanden). Experimentörerna kommer sedan att avgöra om dessa signaler återspeglar överraskning i förhållande till tidigare engagemang i miljön, eller överraskning som avslöjar att agenten inte längre känner sig i kontroll eftersom osäkerheten inte är i linje med referensmodellen. Om bevis stämmer överens med det förra, återspeglar anpassning traditionell förstärkning och syftar till att optimera beteendet. Om bevis istället överensstämmer med det senare styrs beteendet av en tidigare modell (en referensmodell) och beteendet är tillfredsställande.

En fMRI-studie av d'Acremont och Bossaerts ger första bevis för att aktivering i den främre isoleringen stöder den tillfredsställande hypotesen, men den saknar den tidsmässiga granulariteten för att helt utesluta optimering. I det aktuella projektet föreslår utredarna att använda den högre tidsupplösningen för SEEG-inspelningar för att bekräfta dessa fynd och förkasta optimeringshypotesen.

Dessutom kommer stimulering av den främre insulan under en undergrupp av försök att användas för att avgöra om insulär aktivering efter överraskningssignaler och föregående förändringar i beteende (inlärning) bara är korrelationell eller faktiskt kausal. Stimulering kommer att tillåta oss att avgöra i vilken utsträckning försökspersonernas känsla av kontroll och efterföljande beteende kan påverkas i enlighet med överraskningsbaserad modellering av beteende.

Kohorten för denna studie kommer att vara patienter med läkemedelsresistent fokal epilepsi och som är inlagda på sjukhus vid Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) för förkirurgisk utvärdering av sin epilepsi med hjälp av SEEG. Protokollet kommer att löpa parallellt med patienternas kliniska procedurer.