Toiminnallinen aivojen kartoitus epilepsiapotilaille

Selvitämme uuden aivojen kartoitustekniikan hyödyllisyyden epilepsian esikirurgiseen arviointiin, jota kutsutaan "kuusiulotteiseksi (6D) dynaamiseksi traktografiaksi". Tämä innovatiivinen ohjelma animoi nopeita hermoston etenemistä MRI-määriteltyjä, 3D-valkoisen aineen osia pitkin, jotka yhdistävät kognitiivisia toimintoja tukevia alueita. Tarkemmin sanottuna se käyttää tapahtumiin liittyvää korkeaa gamma-aktiivisuutta paikallistaakseen tiettyjä kielellisiä toimintoja tukevat alueet ja laskeakseen hermoston etenemisen nopeuden ja voimakkuuden perustuen varhaisten hermovasteiden latenssiin ja amplitudiin yksipulssiseen sähköstimulaatioon. Odotamme, että sekä vaurioituneiden valko-ainerakenteiden negatiivisen vaikutuksen että kohtausten hallinnan positiivisen vaikutuksen huomioon ottaminen auttaa optimoimaan mallin suorituskykyä ennakoitaessa postoperatiivisia kielituloksia; tämä saavutetaan sisällyttämällä 6D-dynaaminen traktografia ja objektiiviset epilepsian biomarkkerit, mukaan lukien spontaanit korkeataajuiset värähtelyt (HFO:t), jotka on yhdistetty hitaita aaltoja, ennustavaan malliimme. Innovatiivinen kallonsisäinen EEG-analyysimme tunnistaa ja ottaa huomioon myös fysiologisen korkean gammakasvun, joka on tiukasti aikalukittu ärsykkeisiin ja käyttäytymiseen, joten se erottaa paremmin satunnaisesti esiintyvät patologiset HFO:t. Toinen mallimme tarjoama merkittävä edistysaskel on sen riippumattomuus tavanomaisesta sähköstimulaatiokartoituksesta, joka voi aiheuttaa akuutteja kohtauksia eikä onnistu paikantamaan tyydyttävästi kielialueita tietyissä potilaiden alaryhmissä. Lisäksi tämä projekti käyttää 6D-dynaamista traktografiaa tarjoamaan selkeän neurobiologisen mallin kieliverkoston dynamiikasta, jonka avulla voimme erottaa ajattelulohkon aivokuoresta peräisin olevia spesifisiä polkuja, jotka tukevat kuulo- tai visuaalisten alueiden leksikaalista hakua. Aikaisempi projektimme osoitti, että kaarevat fasciculus-säikeet tukevat kuulolauseiden leksikaalisten esitysten suoraa siirtoa. Nyt selvitetään, siirretäänkö visuaalisten objektien leksikaaliset esitykset samoin kaarevan fasciculuksen vai muiden kautta, mukaan lukien fusiform-parietal fasciculus. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi tähän hankkeeseen rekrytoidaan uusi 80 epilepsiapotilaan kohortti – ikähaarukka: 0,5–21 vuotta –, joille tehdään ekstraoperatiivinen intrakraniaalinen EEG-tallennus ja myöhempi resektiivinen leikkaus. Lopuksi selvitämme, luovatko ja vahvistavatko ihmisen aivot kieleen liittyviä toiminnallisia ryhmittymiä koko kehityksen ajan. On ehdotettu, että aikuisen aivot aktivoivat tehokkaasti posterior superior-temporal gyrus (STG) vain äänen alkaessa dekoodata äänten välisen rajan. Sitä vastoin anteriorinen STG osoittaa jatkuvaa aktivaatiota kuuloärsykkeen aikana foneettisten piirteiden koodaamiseksi. Selvitämme, näkyykö tällainen toiminnallinen jakautuminen selvemmin vanhemmilla yksilöillä, joiden aivot ovat kehittyneempiä. Esittäessämme hypoteeseja, jotka keskittyvät tiettyihin aivoalueisiin, suoritamme kaikki ehdotetut analyysit koko aivojen tasolla. Tuomme kaikki tiedot ja koodit julkisesti saataville helpottaaksemme ulkoista validointia ja käyttöönottoa.