Mapeo cerebral funcional para pacientes con epilepsia

Determinaremos la utilidad de una nueva técnica de mapeo cerebral para la evaluación prequirúrgica de la epilepsia, denominada "tractografía dinámica de seis dimensiones (6D)". Este innovador programa anima las rápidas propagaciones neuronales a lo largo de tractos de materia blanca 3D definidos por MRI que conectan regiones que soportan funciones cognitivas. Específicamente, utilizará la actividad gamma alta relacionada con eventos para localizar las regiones que soportan funciones lingüísticas específicas y calcular la velocidad y la fuerza de las propagaciones neuronales en función de la latencia y la amplitud de las respuestas neuronales tempranas a la estimulación eléctrica de un solo pulso. Esperamos que considerar tanto el efecto negativo de los tractos de sustancia blanca dañados como el efecto positivo del control de las convulsiones ayude a optimizar el rendimiento del modelo en la predicción de los resultados del lenguaje posoperatorio; esto se logrará mediante la incorporación de tractografía dinámica 6D y biomarcadores objetivos de epilepsia, incluidas las oscilaciones espontáneas de alta frecuencia (HFO) acopladas a ondas lentas, en nuestro modelo predictivo. Al identificar y considerar también el aumento gamma fisiológico alto estrictamente sincronizado con los estímulos y los comportamientos, nuestro innovador análisis de EEG intracraneal distinguirá mejor los HFO patológicos que ocurren aleatoriamente. Otro avance significativo proporcionado por nuestro modelo es su independencia del mapeo de estimulación eléctrica convencional, que puede provocar convulsiones de forma aguda y no localizar satisfactoriamente las áreas del lenguaje en ciertos subgrupos de pacientes. Además, este proyecto utilizará la tractografía dinámica 6D para proporcionar un modelo neurobiológico explícito de la dinámica de la red del lenguaje, lo que nos permitirá separar las vías específicas que se originan en las cortezas del lóbulo temporal que respaldan la recuperación léxica de los dominios auditivo o visual. Nuestro proyecto anterior indicó que las fibras del fascículo arqueado admiten la transferencia directa de representaciones léxicas de oraciones auditivas. Ahora determinaremos si las representaciones léxicas de los objetos visuales se transfieren igualmente a través del fascículo arqueado u otros, incluido el fascículo fusiforme-parietal. Para lograr estos objetivos, este proyecto reclutará prospectivamente una nueva cohorte de 80 pacientes con epilepsia (rango de edad: 0,5 a 21 años) que se someterán a un registro de EEG intracraneal extraoperatorio y a una cirugía de resección posterior. Finalmente, determinaremos si el cerebro humano crea y fortalece parcelaciones funcionales relacionadas con el lenguaje a lo largo del desarrollo. Se ha sugerido que el cerebro adulto activa eficientemente la circunvolución temporal superior posterior (STG) solo durante el inicio del sonido para decodificar el límite entre los sonidos. Por el contrario, el STG anterior muestra una activación sostenida durante un estímulo auditivo para codificar las características fonéticas. Determinaremos si tal parcelación funcional es más evidente en individuos mayores, cuyo cerebro está más desarrollado. Mientras proporcionamos hipótesis centradas en regiones específicas del cerebro, realizaremos todos los análisis propuestos a nivel de todo el cerebro. Pondremos todos los datos y códigos a disposición del público para facilitar la validación e implementación externa.