Søvnarkitektur og intrinsic oscillatorisk og netværksforbindelse i kognition og eksekutiv dysfunktion i TLE

Temporallappepilepsi (TLE) er karakteriseret ved forstyrret neural netværksaktivitet og anfald af tindingelappen. Personer med TLE oplever invaliderende sygdomme og medicinske tilstande, herunder søvnforstyrrelser og kognitive underskud, som kompromitterer daglig aktivitet og livskvalitet. Selvom disse tilstande kan være langsigtede konsekvenser af gentagne anfald og medicin mod anfald, viser forskning, at disse tilstande kan opstå før det første konstaterede anfald og forværres over tid, selv med vellykket anfaldsbehandling. Dette tyder på, at tidlige neurale netværksabnormiteter kan ligge til grund for udviklingen af ​​anfald og samtidig svække søvn og kognitiv udvikling, selv før de ekstra virkninger af langvarig sygdom og behandlinger. Personer med TLE oplever søvnforstyrrelser, hvilket forringer hukommelseskonsolidering og vedvarende opmærksomhed, som begge er kompromitteret i TLE. En fremtrædende, men endnu utestet hypotese er, at TLE-relateret neural netværksaktivitet, herunder interiktale epileptiforme udladninger (IED'er), afbryder ikke-hurtige øjenbevægelser (NREM) søvnarkitektur, hvilket forstyrrer hukommelseskonsolidering og opmærksomhed. Imidlertid forbliver specifikke mekanismer, hvorved unormal neural netværksaktivitet bidrager til forstyrret søvn og kognition i TLE, uhåndgribelige.

Pilotdata viser, at nyopståede TLE-patienter udviser kognitive underskud, der er forbundet med reduceret aktivering af centrale frontale-temporale neurale netværk, målt ved opgavebaseret funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI), som positivt korrelerer med dårlig søvn. Disse nye og spændende resultater tyder på, at karakterisering af søvnarkitekturmønstrene, der bidrager til mindre effektiv kognitiv behandling i TLE, er afgørende for at identificere modificerbare søvnbiomarkører og i sidste ende forbedre den kognitive funktion hos TLE-patienter.

Denne undersøgelse vil begynde at adressere den eksisterende kløft i viden ved at undersøge søvnarkitekturmønstre i TLE, der direkte bidrager til kognitive underskud ved hjælp af både en observationel og en mekanisme-proberende interventionel tilgang. I NREM-søvn er langsomme bølgesvingninger på elektroencefalogram (EEG) faselåste og koblet med søvnspindeloscillationer (SW-SSO), hvilket letter hukommelseskonsolidering og potentielt forbedrer opmærksomhed. I TLE kan forstyrrede netværk, der fører til IED'er og anfald, bidrage til ændret SW-SSO-kobling under søvn, hvilket resulterer i hukommelses- og opmærksomhedssvigt. En enkelt nat med akustisk stimulation (AS) er blevet påvist at forbedre kognitiv ydeevne og forbedre SW-SSO-kobling hos raske voksne, men er ikke blevet undersøgt i TLE. Den centrale hypotese for denne undersøgelse er, at forstyrrede netværk hos nyligt diagnosticerede TLE-patienter resulterer i ændrede søvnmønstre, der forstyrrer hukommelseskonsolidering og opmærksomhed. Denne undersøgelse vil teste denne hypotese ved: (1) at karakterisere TLE-søvnmønstre ved hjælp af beregnings-EEG - søvnspindeltæthed, langsom bølgekraft, IED'er og SW-SSO-kobling, (2) at forbinde disse TLE-relaterede søvnarkitekturændringer til kognitiv behandling; (3) at bestemme, om AS forbedrer SW-SSO-kobling i TLE; og (4) at bestemme, om AS forbedrer hukommelse og opmærksomhed hos unge voksne med TLE.

Først vil vi karakterisere søvnarkitekturmønstre i TLE og bestemme forholdet til kognitiv processering. Nyopståede TLE-patienter og raske kontroller vil gennemgå en nats EEG-overvåget hovedbundssøvn for at karakterisere søvnspindeldensitet, langsom bølgekraft, IED'er og SW-SSO-kobling (dvs. faselåsning).

Hypotese: Sammenlignet med kontroller vil TLE-patienter udvise IED'er samt reduceret søvnspindeldensitet og langsom bølgekraft med reduceret SW-SSO-kobling. Næste morgen vil jeg bruge fMRI til at overvåge netværksaktivering, da deltagerne udfører en opmærksomhedsopgave og deklarativ hukommelsesgenkaldelse, som jeg lærte natten før.

Hypotese: Sammenlignet med kontroller vil reduceret SW-SSO-kobling under søvn hos TLE-patienter være forbundet med reduceret aktivering på opgavebaseret fMRI, samt dårligere hukommelse og opmærksomhed.

Dernæst vil undersøgelsen bestemme effekten af ​​AS på søvnarkitekturmønstre og kognitiv behandling i TLE. Nyopståede TLE-patienter vil blive tilfældigt tildelt AS- eller SHAM-stimulering som den indledende tilstand i et cross-over-design og vil gennemgå en nat med hovedbund EEG-overvåget søvn under hver tilstand, adskilt af mindst en uge.

Hypotese: AS vil udvise større niveauer af SW-SSO kobling sammenlignet med SHAM. Næste morgen vil jeg bruge fMRI til at overvåge netværksaktivering, da deltagerne udfører en opmærksomhedsopgave og deklarativ hukommelsesgenkaldelse, som blev lært aftenen før.

Hypotese: Sammenlignet med SHAM vil AS vise øget aktivering på opgavebaseret fMRI og forbedret hukommelse og opmærksomhed.