Leikkausta edeltävä ohimolohkon kartoitus käyttämällä toiminnallisia MRI-innovatiivisia tekniikoita lääkeresistenteillä epilepsiapotilailla (CARTA)

Anterior temporaalinen epilepsia on fokaalisen epilepsian yleisin muoto (yli 50 % fokaalisista epilepsioista). Epilepsia on lääkeresistentti, kun epileptiset kohtaukset jatkuvat epilepsiahoidosta huolimatta (25 % tapauksista). Tässä tapauksessa on mahdollista tarjota potilaalle kirurginen ratkaisu: anteriorinen temporaalinen lobektomia. Tämä leikkaus koostuu epilepsiasta vastuussa olevan ohimolohkon (epileptogeenisen vyöhykkeen) koko osan poistamisesta, eli suurimman osan ohimonapasta, hippokampuksesta ja ventraalisesta etummaisesta ohimolohkosta (vATL). Leikkauksen tavoitteena on saada kohtaukset poistumaan potilaan toiminnot säilyttäen. Tästä syystä leikkausta edeltävä arviointi suoritetaan systemaattisesti epileptisen fokuksen paikallistamiseksi ja neurologisten ja kognitiivisten vajaatoiminnan riskien ennustamiseksi. vATL on erityisen kiinnostava, koska se on erittäin toimiva alue, joka osallistuu nimeämiseen, semanttiseen käsittelyyn ja kasvojentunnistukseen. Tämän alueen resektio anteriorisen lobektomian avulla voi siksi vaikuttaa näihin toimintoihin ja johtaa kognitiivisiin puutteisiin (esimerkiksi jopa 65 %:n heikkeneminen nimeämisessä), mikä voi olla vammauttavaa potilaiden elämässä, vaikka heillä ei olisikaan kohtauksia. Yksi epilepsiakirurgian suurimmista haasteista onkin leikkauksen jälkeisen neuropsykologisen lopputuloksen ennustaminen. Leikkauksen jälkeisen potilaan neuropsykologisen lopputuloksen ennuste perustuu suurelta osin toiminnallisten alueiden kartoittamiseen ennen leikkausta, joka suoritetaan toiminnallisella MRI:llä (fMRI) tai sähköstimulaatiolla, joka suoritetaan aivojen sisäisen tutkimuksen aikana StereoElectroEncephalography (SEEG) -menetelmällä.

Nykyisillä tekniikoilla on kuitenkin haittoja. Sähköstimulaatiot perustuvat invasiiviseen tutkimukseen (SEEG), ovat aikaa vieviä ja joskus vaikeasti tulkittavia. Kliinisissä rutiineissa käytetyt fMRI-sekvenssit eivät mahdollista koko vATL-alueen visualisointia kuulokäytävään liittyvien artefaktien vuoksi. Siten signaali heikkenee voimakkaasti tällä alueella, mikä tekee suuresta vATL-alueesta näkymätön. Tämä johtaa aktivoitujen vATL-alueiden riittämättömään visualisointiin suoritettaessa tehtäviä, kuten nimeämistä, semanttista käsittelyä ja kasvojentunnistusta. Tärkeät toiminnalliset alueet voidaan siksi poistaa leikkauksen aikana ja vaikuttaa negatiivisesti potilaan neuropsykologiseen lopputulokseen.

CARTA-tutkimuksessa käytetään alkuperäisiä menetelmiä signaali-kohinasuhteen lisäämiseksi vATL:ssa. Toisaalta käytetään Multi-Band-sekvenssiä, joka on innovatiivinen fMRI-sekvenssi. Toisaalta käytetään erityistä visuaalisten ärsykkeiden esittämismenetelmää, nimeltään nopea periodinen visuaalinen stimulaatio (FPVS: Fast Periodic Visual Stimulation), jonka aikana ärsykkeet esitetään ajoittain (kiinteä taajuus). Yksittäin nämä menetelmät parantavat vATL-tutkimusta (signaalin tehostaminen). Tutkijat olettavat, että näiden kahden menetelmän yhdistelmällä voi olla tehostava vaikutus verrattuna standardi SMS (Simultaneous Multi-Slice) -sekvenssiin. fMRI-tutkimus ei vaikuta tutkimukseen osallistuvan potilaan kirurgiseen hoitoon, koska se on tämän tekniikan kehityksen alku, mutta sitä voitaisiin käyttää pidemmällä aikavälillä ohjaamaan epilepsiapotilaiden leikkauksia.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on siis kartoittaa tarkasti vATL käyttämällä innovatiivisia fMRI-menetelmiä. Tämä kartoitus mahdollistaa nimeämiseen, semanttiseen käsittelyyn ja kasvojentunnistukseen osallistuvien vATL:n aivotoimintojen tutkimisen ja parantaa viime kädessä epilepsiapotilaiden postoperatiivista neuropsykologista ennustetta.