Funkční mapování mozku u pacientů s epilepsií

Zjistíme užitečnost nové techniky mapování mozku pro předchirurgické hodnocení epilepsie, označované jako „šestirozměrná (6D) dynamická traktografie“. Tento inovativní program animuje rychlé neurální šíření podél MRI definovaných, 3D traktů bílé hmoty, které spojují oblasti podporující kognitivní funkce. Konkrétně použije vysokou gama aktivitu související s událostmi k lokalizaci oblastí podporujících specifické lingvistické funkce a vypočítá rychlost a sílu neurálního šíření na základě latence a amplitudy časných nervových odpovědí na jednorázovou elektrickou stimulaci. Očekáváme, že zvážení jak negativního efektu poškozených drah bílé hmoty, tak pozitivního efektu kontroly záchvatů pomůže optimalizovat výkon modelu při predikci pooperačních jazykových výsledků; toho bude dosaženo začleněním 6D dynamické traktografie a objektivních biomarkerů epilepsie, včetně spontánních vysokofrekvenčních oscilací (HFO) spojených s pomalými vlnami, do našeho prediktivního modelu. Naše inovativní intrakraniální EEG analýza také identifikuje a zvažuje fyziologickou augmentaci vysokého gama přísně časově omezenou na podněty a chování, lépe rozliší náhodně se vyskytující patologické HFO. Dalším významným pokrokem, který poskytuje náš model, je jeho nezávislost na konvenčním mapování elektrické stimulace, které může akutně vyvolat záchvaty a nedokáže uspokojivě lokalizovat jazykové oblasti v určitých podskupinách pacientů. Kromě toho bude tento projekt používat 6D dynamickou traktografii k poskytnutí explicitního neurobiologického modelu dynamiky jazykové sítě, což nám umožní oddělit specifické dráhy pocházející z kůry temporálních laloků, které podporují lexikální vyhledávání sluchových nebo vizuálních domén. Náš předchozí projekt ukázal, že obloukovitá vlákna fasciculus podporují přímý přenos lexikálních reprezentací sluchových vět. Nyní určíme, zda jsou lexikální reprezentace vizuálních objektů rovněž přenášeny přes obloukový fasciculus nebo jiné, včetně fusiformně-parietálního fascikula. K dosažení těchto cílů tento projekt prospektivně získá novou kohortu 80 pacientů s epilepsií – věkové rozmezí: 0,5 až 21 let – podstupujících extraoperační intrakraniální EEG záznam a následnou resektivní operaci. Nakonec určíme, zda lidský mozek během vývoje vytváří a posiluje funkční parcelace související s jazykem. Bylo navrženo, že mozek dospělého efektivně aktivuje posterior superior-temporal gyrus (STG) pouze během začátku zvuku, aby dekódoval hranici mezi zvuky. Naproti tomu přední STG vykazuje trvalou aktivaci během sluchového podnětu ke kódování fonetických rysů. Zjistíme, zda je taková funkční parcelace patrnější u starších jedinců, jejichž mozek je vyvinutější. Zatímco poskytujeme hypotézy zaměřené na specifické oblasti mozku, provedeme všechny navrhované analýzy na úrovni celého mozku. Všechna data a kódy zpřístupníme veřejnosti, abychom usnadnili externí ověření a implementaci.