Bakgrunn
Epilepsi er en av de vanligste nevrologiske sykdommene og temporallapsepilepsi (TLE) er en av de vanligste undertypene av epilepsi. Pasienter med TLE lider ofte av nedsatt episodisk hukommelse. Vår hypotese er at kortvarig epileptisk aktivitet, som ikke utløser anfall (interiktal aktivitet), ødelegger prosesser som er nødvendig for å lagre og/eller gjenkalle et minne. Å forstå disse mekanismene er viktig for å finne behandling som ikke bare fjerner anfall, men også bedrer hukommelse.
Hos pasienter med TLE, som utredes med tanke på kirurgisk behandling, plasseres elektroder inni temporallappen. Dette gir oss en svært sjelden mulighet til å registrere aktivitet med romlig/tidsmessig oppløsning som overgår andre teknikker (fMRI / EEG / MEG). Vi har som målsetting å bruke denne metodikken til å avdekke hvilken form for aktivitet som fører til nedsatt hukommelse hos pasienter med TLE og dermed finne terapeutiske mål som kan bedre pasientenes livskvalitet.
Problemstilling
- Påvirker interiktal aktivitet evnen til å lagre et nytt minne?
- Påvirker interiktal aktivitet evnen til å huske et minne som er lagret?
Mål og metode
Epilepsi behandles vanligvis med antiepileptika. For noen pasienter gir ikke dette god nok anfallskontroll og noen av disse pasientene vil vurderes for kirurgisk behandling. Denne behandlingsformen har som mål å fjerne hjernevev som gir opphav til epileptisk aktivitet. For å vurdere om kirurgisk behandling kan tilbys, vil en del av disse pasientene bli implantert med elektroder i dype hjernestrukturer. Dette gir mulighet til å registrere hjerneaktivitet med svært høy romlig (~1 mm3) og tidsmessig (40 kHz) oppløsning. Målet er å identifisere utgangspunktet for epileptisk aktivitet. Samtidig er det mulig å gjøre eksperimenter mens pasienten venter på å få epileptiske anfall. Data registreres da mens pasienten er innlagt ved nevrokirurgisk avdeling samtidig som pasientene utfører hukommelses oppgaver. Dette gir en unik tilgang til hjerneaktivitet i en liten gruppe nevroner eller til og med enkeltnevroner i mennesker. Se bakgrunnsartikkel i Science.
Flere slike datasett er publisert og ligger åpent tilgjengelig. Vi ønsker å analysere disse dataene for å undersøke en sammenheng mellom interiktal aktivitet og prestasjon på hukommelsesoppgavene. I hver pasient vil aktivitet registrert fra de minnene som glemmes sammenlignes med kontrolldata fra minnene som huskes. Dette vil gjøres både for aktivitet under innlæring og aktivitet under gjenkalling.
Studentens arbeidsoppgaver
- identifisere åpne datasett med passende oppgaver (søk i EBRAINS, DRYAD etc)
- lære seg å programmere analyser i Python og/eller Matlab e.l.
- tolke resultater av analyser
- presentere og formidle resultatene
Om forskningsmiljøet
Jeg, Jørgen Sugar (gruppeleder for Cognitive Neurophysiology), har selv vært forskerlinjestudent og er uteksaminert fra NTNU i 2012. Deretter tok jeg en doktorgrad i nevroanatomi (2016) og postdok i nevrofysiologi. I august 2021 startet jeg en forskergruppe ved UiO som har som mål å forstå de basale mekanismene for hvordan minner lagres og gjenkalles, og hvordan disse prosessene kan forstyrres ved sykdom (epilepsi og demens etc). Vi spesialdesigner hukommelsesoppgaver som pasienter med dype hjernelektroder løser. Dette gjøres i samarbeid med nevrokirurgisk avdeling ved Rikshospitalet. Forskergruppen vil ansette en ph.d.-kandidat våren 2022 og har en ingeniør i 50% stilling som bistår med datahåndtering og analyser.
Etter endt forskerlinje kan prosjektet utvides til et doktorgradsprosjekt. Det vil da være aktuelt å samle og analysere egne data ved Rikshospitalet.
Søkere til forskningsgruppen må kunne, eller være motivert for å kunne lære seg å analysere komplekse datasett ved å programmere avanserte matematiske/statistiske algoritmer. Dette er kunnskap som vil komme til nytte uavhengig av videre karriereretning etter endt forskerlinje/ph.d.
En forskerlinkestudent som rekrutteres til vår gruppe vil:
- få erfaring med pasientforløpet for pasienter med epilepsi ved nevrokirurgisk avdeling ved Rikshospitalet (inkluderer utredning, planlegging av implantasjon, implantasjon, postoperativ monitorering og evt hjernereseksjon)
- få erfaring med bruk av intrakranielle elektroder for å registrere hjerneaktivitet
- få erfaring med å designe og utforme kognitive eksperimenter i mennesker
- få mulighet til forskningsbesøk ved Itzhak Frieds laboratorium ved UCLA
- assistere pågående ph.d-prosjekter i forskningsgruppen