Funktionel hjernekortlægning for patienter med epilepsi

Vi vil bestemme nytten af ​​en ny hjernekortlægningsteknik til epilepsi prækirurgisk evaluering, omtalt som 'seksdimensionel (6D) dynamisk traktografi'. Dette innovative program animerer den hurtige neurale udbredelse langs MRI-definerede, 3D hvide stof-kanaler, der forbinder områder, der understøtter kognitive funktioner. Specifikt vil den bruge begivenhedsrelateret høj gamma-aktivitet til at lokalisere de regioner, der understøtter specifikke sproglige funktioner, og beregne hastigheden og styrken af ​​neurale udbredelser baseret på latensen og amplituden af ​​tidlige neurale reaktioner på enkelt-puls elektrisk stimulation. Vi forventer, at overvejelse af både den negative effekt af beskadigede hvide stof-kanaler og den positive effekt af anfaldskontrol vil hjælpe med at optimere modellens ydeevne til at forudsige postoperative sproglige resultater; dette vil blive opnået ved at inkorporere 6D dynamisk traktografi og objektive epilepsibiomarkører, inklusive spontane højfrekvente oscillationer (HFO'er) koblet til langsomme bølger, i vores forudsigende model. Ved også at identificere og overveje den fysiologiske højgamma-forøgelse strengt tidslåst til stimuli og adfærd, vil vores innovative intrakranielle EEG-analyse bedre skelne de tilfældigt forekommende patologiske HFO'er. Et andet væsentligt fremskridt, som vores model giver, er dens uafhængighed af konventionel kortlægning af elektrisk stimulering, som akut kan fremkalde anfald og ikke på tilfredsstillende vis lokaliserer sprogområder i visse patientundergrupper. Derudover vil dette projekt bruge 6D dynamisk traktografi til at give en eksplicit neurobiologisk model af sprognetværks dynamik, hvilket giver os mulighed for at skille de specifikke veje fra temporallaps cortex fra hinanden, der understøtter den leksikalske genfinding af auditive eller visuelle domæner. Vores tidligere projekt indikerede, at de buede fasciculus-fibre understøtter den direkte overførsel af leksikalske repræsentationer af auditive sætninger. Vi vil nu afgøre, om de leksikale repræsentationer af visuelle objekter ligeledes overføres via den arcuate fasciculus eller andre, herunder fusiform-parietal fasciculus. For at nå disse mål vil dette projekt prospektivt rekruttere en ny kohorte på 80 epilepsipatienter - aldersgruppe: 0,5 til 21 år - der gennemgår ekstraoperativ intrakraniel EEG-optagelse og efterfølgende resektiv kirurgi. Til sidst vil vi afgøre, om den menneskelige hjerne skaber og styrker sprogrelaterede funktionelle parcelleringer gennem hele udviklingen. Det er blevet foreslået, at den voksne hjerne effektivt aktiverer den posteriore superior-temporale gyrus (STG) kun under lydstart for at afkode grænsen mellem lyde. I modsætning hertil viser den forreste STG vedvarende aktivering under en auditiv stimulus for at kode de fonetiske træk. Vi vil afgøre, om en sådan funktionel parcellation er mere tydelig hos ældre individer, hvis hjerner er mere udviklede. Mens vi giver hypoteser med fokus på specifikke hjerneregioner, vil vi udføre alle de foreslåede analyser på helhjerneniveau. Vi vil gøre alle data og koder offentligt tilgængelige for at lette ekstern validering og implementering.