Aplicaciones clínicas de las oscilaciones de alta frecuencia (HFOs)

I. PROPÓSITO DEL ESTUDIO El propósito de este estudio es ir más allá de los análisis convencionales de señales cerebrales en una banda de frecuencia estrecha (normalmente 1-30 Hz) midiendo señales cerebrales desde infralentas hasta muy rápidas (0,01 - 2800 Hz). Específicamente, proponemos estudiar HFO fisiológicos en campos magnéticos evocados sensoriomotores, auditivos, visuales y del lenguaje e investigar HFO patológicos en epilepsia, migraña y otros trastornos. Esto es clínicamente muy importante por muchas razones.

Por ejemplo, hay 400.000 a 600.000 pacientes con epilepsia refractaria en los Estados Unidos. Dado que las convulsiones de esos pacientes no pueden controlarse con ningún medicamento, la cirugía de epilepsia es una posible cura. La identificación precisa de las zonas ictogénicas, las áreas del cerebro que provocan las convulsiones, es fundamental para garantizar un resultado quirúrgico favorable. Desafortunadamente, el método existente, la electrocorticografía (ECoG), necesita colocar electrodos sobre la superficie del cerebro para capturar picos (típicamente, 14-70 Hz), lo cual es muy arriesgado y costoso. El presente estudio es utilizar magnetoencefalografía (MEG) y electroencefalografía (EEG) para la identificación de zonas ictogénicas de forma no invasiva. Para alcanzar el objetivo, propusimos detectar señales cerebrales de alta frecuencia (70-2500 Hz) y baja frecuencia (< 14 Hz) con métodos avanzados de procesamiento de señales. Nuestra hipótesis central es que las señales cerebrales de alta frecuencia conducirán a tasas significativamente mejores de libertad de convulsiones en comparación con los picos. Esta hipótesis se basa en informes recientes de que las señales cerebrales de alta frecuencia se localizan en zonas ictogénicas.

Sobre la base de nuestros recursos y habilidades únicos, planeamos abordar cuatro objetivos. Primero, cuantificaremos la concordancia espacial entre las señales MEG y ECoG en rangos de frecuencia alta y baja. Nuestra hipótesis es que las zonas ictogénicas determinadas por ECoG invasivo pueden detectarse y localizarse de forma no invasiva mediante señales MEG de alta frecuencia. En segundo lugar, cuantificaremos la concordancia de ocurrencia entre las señales EEG y ECoG en rangos de frecuencia alta y baja. Presumimos que las señales epilépticas de alta frecuencia de las zonas ictogénicas determinadas por ECoG invasivo también pueden detectarse de forma no invasiva por EEG, aunque la localización de EEG puede ser significativamente inferior a la de MEG. Tercero, determinaremos si la cirugía de epilepsia basada en señales de frecuencia múltiple (señales cerebrales de baja frecuencia, picos y señales cerebrales de alta frecuencia), en lugar de picos solos, conduce a un mejor resultado de las convulsiones. Presumimos que la cirugía de epilepsia guiada por señales cerebrales de alta frecuencia detectadas con MEG/EEG mejorará significativamente los resultados quirúrgicos. En cuarto lugar, determinaremos si los análisis multifrecuencia proporcionan más información que el análisis de frecuencia única para estimar las zonas epileptógenas para la implantación de electrodos ECoG prequirúrgicos. Presumimos que cubrir todas las áreas del cerebro que generan actividad epiléptica de baja a alta frecuencia es el requisito previo para localizar múltiples zonas ictogénicas para obtener resultados posquirúrgicos favorables. Para obtener resultados definitivos, proponemos un estudio multicéntrico para determinar si las señales cerebrales de alta frecuencia son nuevos biomarcadores para mejorar significativamente los resultados de la cirugía de la epilepsia. Según nuestros datos piloto de que la localización de zonas epileptógenas con señales de alta frecuencia MEG puede aumentar entre un 30 y un 40 % la libertad de convulsiones posoperatorias, el estudio propuesto debería dar como resultado que millones de pacientes con epilepsia intratable estén libres de convulsiones. Este estudio también sienta las bases para el uso de señales cerebrales de baja y alta frecuencia como nuevos biomarcadores para el diagnóstico y tratamiento de muchos otros trastornos (p. migraña, autismo).