Mecanismos neuronales y de red de estimulación electrocortical.
El mapeo de estimulación electrocortical (ECS) es un procedimiento que se utiliza durante las cirugías cerebrales, por ejemplo, en el tratamiento de enfermedades como la epilepsia o en la extirpación de tumores cerebrales. El mapeo ECS ayuda a los cirujanos a localizar áreas de la corteza cerebral (la parte externa del cerebro) que son importantes para las tareas cotidianas como el movimiento y el habla. El mapeo del ECS se ha utilizado durante décadas y se considera la herramienta "estándar de oro" para localizar áreas importantes de la corteza. A pesar de esta larga historia, todavía no existe una comprensión clara de cómo funciona exactamente el ECS.
El objetivo de este estudio es conocer detalles sobre los efectos que tiene el ECS en el cerebro. Las principales preguntas que pretende responder el estudio son: 1) cómo afecta el ECS a las neuronas de la corteza en el sitio de estimulación; y 2) cómo el ECS afecta las regiones del cerebro que son de importancia crítica para el habla y el lenguaje humanos. Estos llamados "sitios críticos" pueden estar físicamente distantes entre sí en la superficie del cerebro, lo que requiere un mapeo extenso del ECS y cirugías prolongadas. Se cree que los sitios críticos son parte de una red de áreas del cerebro del habla y el lenguaje, por lo que el objetivo del estudio es aprender cómo están conectados. En algunos participantes, la superficie del cerebro también se enfriará ligeramente. Este es un procedimiento indoloro que no daña la función del cerebro, pero podría proporcionar información sobre qué partes del cerebro (la superficie o las partes más profundas) son responsables de los efectos del ECS.
Al mejorar la comprensión de cómo el ECS afecta al cerebro y mejorar la capacidad de identificar sitios críticos, este estudio podría conducir a cirugías más cortas y mejores resultados para futuras personas que necesiten esta atención.
Los participantes serán reclutados entre personas que se someterán a una cirugía cerebral para el tratamiento de la epilepsia o la extirpación de tumores. Los participantes completarán tareas simples como leer palabras o nombrar imágenes, similares a las pruebas estándar que ya se realizan durante su estadía en el hospital.
Descripción general del estudio
Estado
Condiciones
Descripción detallada
El mapeo de estimulación electrocortical (ECS) se ha utilizado de forma rutinaria durante muchas décadas para informar a los cirujanos sobre las áreas del cerebro que deben evitar al planificar resecciones quirúrgicas por tumores o epilepsia. En particular, es importante identificar aquellas áreas que son "críticas" para el habla y el lenguaje. Sin embargo, a pesar de su larga historia de uso clínico, los mecanismos precisos del ECS no se conocen bien. Por ejemplo, no se sabe cómo responden las diferentes capas corticales y tipos de células al ECS. Además, ni siquiera está claro si los efectos conductuales del ECS se deben a que afectan únicamente la corteza subyacente, provocan la activación transináptica de otras cortezas o afectan directamente tanto a la corteza como a la sustancia blanca subyacente.
Un objetivo principal de este proyecto es determinar los efectos del ECS en la red cortical y la sustancia blanca subcortical. Este objetivo se probará de dos maneras. Primero, el estudio determinará la relación entre los efectos del ECS y los patrones de conectividad cortical. Esto se logrará utilizando métricas de teoría de grafos para analizar la electrocorticografía (ECoG) y la resonancia magnética funcional (fMRI) de personas con epilepsia o tumores cerebrales. Esto permitirá el registro de EEG intracraneal (ECoG o EEG estéreo) sin agregar un riesgo adicional sustancial del tratamiento clínico planificado para estas afecciones. El estudio investigará patrones de conectividad de red tanto estáticos como dinámicos, definidos mediante métricas gráficas estáticas y dinámicas que miden la conectividad a diferentes escalas (local, interregional, global). El estudio plantea la hipótesis de que estructural (a.k.a. Los patrones de conectividad anatómicos) y funcionales de un sitio cortical determinan su importancia para la red del lenguaje. Para probar esta hipótesis, el estudio utilizará medidas de conectividad estructural y funcional para predecir qué nodos están etiquetados como críticos por ECS.
En segundo lugar, el estudio probará la hipótesis de que los efectos conductuales del ECS también dependen de la perturbación directa de la sustancia blanca cortico-cortical. El estudio utilizará el enfriamiento cortical focal como una forma de probar los efectos respectivos sobre la función del lenguaje del enfriamiento (que inhibe solo la corteza) en comparación con el ECS (que puede perturbar la corteza y la materia blanca subyacente), así como el ECS y el enfriamiento combinados.
Tipo de estudio
Inscripción (Estimado)
Contactos y Ubicaciones
Ubicaciones de estudio
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Illinois
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Chicago, Illinois, Estados Unidos, 60611
- Northwestern University
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Iowa
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Iowa City, Iowa, Estados Unidos, 52242
- University of Iowa
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Maryland
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Baltimore, Maryland, Estados Unidos, 21218
- Johns Hopkins University
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Criterios de participación
Criterio de elegibilidad
Edades elegibles para estudiar
- Adulto
- Adulto Mayor
Acepta Voluntarios Saludables
Método de muestreo
Población de estudio
Descripción
Criterios de inclusión:
- Requerir mapeo cortical despierto para la resección de un tumor cerebral o la implantación de electrodos intracraneales para la monitorización extraoperatoria de la epilepsia
- Para pacientes extraoperatorios: Cobertura planificada de electrodos que incluya al menos partes de los lóbulos frontal y temporal o parietal, preferiblemente las áreas anterior (circunvolución frontal inferior) y posterior del lenguaje (circunvolución temporal superior) en el hemisferio dominante del lenguaje.
- Para pacientes intraoperatorios: craneotomía planificada que incluye partes de las áreas frontal y temporal del lenguaje anterior y posterior en el hemisferio dominante del lenguaje.
Criterio de exclusión:
- Deterioro significativo del lenguaje o del habla, que incluye, entre otros, afasia, disartria y apraxia del habla, que impide constantemente que el paciente pronuncie palabras.
- No hablan inglés (porque este es un estudio de redes lingüísticas y el segundo idioma podría codificarse de manera diferente)
- Función cognitiva deteriorada, según lo determinado por pruebas neurológicas, de modo que el paciente no puede seguir las instrucciones de la prueba o dar su consentimiento informado por escrito.
- Tumor que infiltra, o dentro de 1 cm, múltiples de las áreas corticales o subcorticales estudiadas en esta propuesta (circunvolución frontal inferior, circunvolución precentral, circunvolución temporal superior)
- Implantes ferromagnéticos que son incompatibles con la resonancia magnética u otras contraindicaciones para la resonancia magnética.
- El embarazo
Plan de estudios
¿Cómo está diseñado el estudio?
Detalles de diseño
¿Qué mide el estudio?
Medidas de resultado primarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Rendimiento de decodificación de nodos críticos
Periodo de tiempo: Hasta 1 semana durante el registro ECoG
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Precisión en la decodificación de nodos críticos a partir de métricas de conectividad de red mediante algoritmos de aprendizaje automático.
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Hasta 1 semana durante el registro ECoG
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Medidas de resultado secundarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Función del idioma
Periodo de tiempo: Hasta 4 horas durante la grabación ECoG
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Errores de lenguaje o habla debido al enfriamiento y el ECS, evaluados por el equipo clínico de mapeo de ECS en respuesta al ECS y el enfriamiento.
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Hasta 4 horas durante la grabación ECoG
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Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Investigadores
- Investigador principal: Marc Slutzky, Northwestern University
Fechas de registro del estudio
Fechas importantes del estudio
Inicio del estudio (Estimado)
Finalización primaria (Estimado)
Finalización del estudio (Estimado)
Fechas de registro del estudio
Enviado por primera vez
Primero enviado que cumplió con los criterios de control de calidad
Publicado por primera vez (Actual)
Actualizaciones de registros de estudio
Última actualización publicada (Actual)
Última actualización enviada que cumplió con los criterios de control de calidad
Última verificación
Más información
Términos relacionados con este estudio
Palabras clave
Otros números de identificación del estudio
- STU00219749
Información sobre medicamentos y dispositivos, documentos del estudio
Estudia un producto farmacéutico regulado por la FDA de EE. UU.
Estudia un producto de dispositivo regulado por la FDA de EE. UU.
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