Bygge bro mellem hjernestruktur og funktion ved at korrelere strukturel forbindelse, cortico-kortikal transmission og direkte elektrostimulering

At belyse hjernens struktur-funktionsforhold er et af de vigtigste åbne spørgsmål inden for neurovidenskab. Mulighederne ved diffusions-MRI-baserede (dMRI) teknikker til at kvantificere forbindelsesstyrken mellem hjerneområder, nemlig strukturel forbindelse (SC), i kombination med modaliteter såsom elektroencefalografi (EEG) til at kvantificere hjernens funktion har muliggjort fremskridt på dette område. Indtil videre er det faktiske forhold mellem SC-mål og mål for informationstransport mellem neuronale plastre ikke blevet bestemt. I dette projekt sigter vi mod at etablere et forhold mellem dMRI SC-målinger, direkte målinger af elektriske egenskaber af den menneskelige hjernebark opnået med elektrokortikografi (ECoG) og respons fremkaldt af direkte elektrostimulering af hjernen (DES). Ti patienter opereret på vågen kirurgi til fjernelse af hjernetumor vil blive inkluderet. Først vil en dMRI blive erhvervet før operationen for at udtrække SC-indekser gennem probabilistisk traktografi. Derefter vil intrakirurgiske kortiko-kortikale elektriske mål blive opnået ved hjælp af ECoG-elektroder placeret på de foruddefinerede kortikale afslutninger af de udpegede bundter. Disse mål vil blive korreleret til funktionelle responser opnået under den kortikale kartografi, efter den almindelige DES-procedure. Resultaterne af denne multimodale tilgang, der kombinerer struktur- og funktionsudforskninger af hjernen, skulle bidrage til at belyse forholdet mellem ikke-invasive (dMRI) SC-målinger og cortico-kortikale transmissionsegenskaber (forsinkelser, overførselsfunktioner) og bør øge forståelsen af kognitiv funktion samt neurokirurgisk planlægning til behandling af patologier som hjernetumorresektion og lægemiddelresistent epilepsi.