Uniarkkitehtuuri ja luontainen oskillaatio ja verkkoyhteydet kognitiossa ja toimeenpanohäiriöissä TLE:ssä

Ohimolohkon epilepsialle (TLE) on tunnusomaista hermoverkoston häiriöt ja ohimolohkon alkamiskohtaukset. TLE-potilaat kokevat heikentäviä sairauksia ja sairauksia, mukaan lukien unihäiriöt ja kognitiiviset puutteet, jotka vaarantavat päivittäistä toimintaa ja elämänlaatua. Vaikka nämä sairaudet voivat olla pitkäaikaisia ​​seurauksia toistuvista kohtauksista ja kouristuslääkkeistä, tutkimukset osoittavat, että nämä sairaudet voivat ilmaantua ennen ensimmäistä tunnistettua kohtausta ja pahentua ajan myötä, jopa onnistuneen kohtausten hoidossa. Tämä viittaa siihen, että varhaiset hermoverkoston poikkeavuudet voivat olla kohtausten kehittymisen taustalla ja samalla heikentää unta ja kognitiivista kehitystä, jopa ennen pitkäaikaisen sairauden ja hoitojen lisävaikutuksia. TLE-potilaat kokevat unihäiriöitä, jotka heikentävät muistin lujittamista ja jatkuvaa tarkkaavaisuutta, jotka molemmat ovat vaarassa TLE:ssä. Huomattava, mutta vielä testaamaton hypoteesi on, että TLE:hen liittyvä hermoverkkotoiminta, mukaan lukien interiktaaliset epileptiformiset purkaukset (IED), katkaisee ei-nopean silmäliikkeen (NREM) uniarkkitehtuurin, mikä häiritsee muistin lujittamista ja tarkkaavaisuutta. Kuitenkin erityisiä mekanismeja, joilla epänormaali hermoverkkotoiminta edistää unen ja kognition häiriintymistä TLE:ssä, on edelleen vaikea löytää.

Pilottitiedot osoittavat, että uusilla TLE-potilailla on kognitiivisia puutteita, jotka liittyvät tärkeimpien frontaal-temporaalisten hermoverkkojen vähentyneeseen aktivaatioon, mitattuna tehtäväpohjaisella toiminnallisella magneettikuvauksella (fMRI), joka korreloi positiivisesti huonon unen kanssa. Nämä uudet ja jännittävät havainnot viittaavat siihen, että uniarkkitehtuurimallien karakterisointi, joka edistää vähemmän tehokasta kognitiivista prosessointia TLE:ssä, on ratkaisevan tärkeää muunnettavien unen biomarkkerien tunnistamisessa ja viime kädessä TLE-potilaiden kognitiivisten toimintojen parantamisessa.

Tämä tutkimus alkaa korjata olemassa olevaa tiedon puutetta tutkimalla TLE:n uniarkkitehtuurimalleja, jotka vaikuttavat suoraan kognitiivisiin puutteisiin käyttämällä sekä havainnointia että mekanismia tutkivaa interventiota. NREM-unessa elektroenkefalogrammin (EEG) hidasaallon värähtelyt ovat vaihelukittuja ja yhdistettynä unikaran värähtelyihin (SW-SSO), mikä helpottaa muistin vakauttamista ja mahdollisesti parantaa tarkkaavaisuutta. TLE:ssä IED:iin ja kohtauksiin johtavat epäjärjestyneet verkot voivat myötävaikuttaa SW-SSO-kytkennän muuttumiseen unen aikana, mikä johtaa muistin ja tarkkaavaisuuden heikkenemiseen. Yhden yön akustisen stimulaation (AS) on osoitettu parantavan kognitiivista suorituskykyä ja parantavan SW-SSO-kytkentää terveillä aikuisilla, mutta sitä ei ole tutkittu TLE:ssä. Tämän tutkimuksen keskeinen hypoteesi on, että äskettäin diagnosoitujen TLE-potilaiden häiriintyneet verkot johtavat muuttuneisiin unirytmiin, mikä häiritsee muistin lujittamista ja huomiokykyä. Tämä tutkimus testaa tätä hypoteesia: (1) karakterisoimalla TLE-unikuvioita laskennallisen EEG:n avulla - unikaran tiheys, hidasaaltoteho, IED:t ja SW-SSO-kytkentä, (2) yhdistämällä nämä TLE:hen liittyvät uniarkkitehtuurin muutokset kognitiiviseen prosessointiin; (3) määritetään, parantaako AS SW-SSO-kytkentää TLE:ssä; ja (4) sen määrittäminen, parantaako AS muistia ja tarkkaavaisuutta nuorilla aikuisilla, joilla on TLE.

Ensin luonnehdimme uniarkkitehtuurin malleja TLE:ssä ja määritämme suhteen kognitiiviseen prosessointiin. Uudet TLE-potilaat ja terveet kontrollit käyvät läpi yhden yön päänahan EEG-seuratun unen karakterisoidakseen unikaran tiheyttä, hitaan aallon tehoa, IED:itä ja SW-SSO-kytkentää (eli vaihelukitusta).

Hypoteesi: Verrattuna verrokkeihin TLE-potilailla on IED:t sekä pienempi unikaran tiheys ja hidasaaltoteho heikentyneellä SW-SSO-kytkennällä. Seuraavana aamuna käytän fMRI:tä verkon aktivoinnin seuraamiseen, kun osallistujat suorittavat huomiotehtävää ja muistuttavat muistia, opin edellisenä iltana.

Hypoteesi: Verrattuna verrokkeihin, vähentynyt SW-SSO-kytkentä unen aikana TLE-potilailla liittyy vähentyneeseen aktivaatioon tehtäväpohjaisessa fMRI:ssä sekä huonompaan muistiin ja huomiokykyyn.

Seuraavaksi tutkimuksessa määritetään AS:n vaikutus uniarkkitehtuuriin ja kognitiiviseen prosessointiin TLE:ssä. Uudet TLE-potilaat määrätään satunnaisesti AS- tai SHAM-stimulaatioon alkutilanteeksi cross-over-mallissa, ja he käyvät läpi yön päänahan EEG-valvottua unta kussakin tilassa vähintään viikon välein.

Hypoteesi: AS:ssa on enemmän SW-SSO-kytkentää kuin SHAM. Seuraavana aamuna käytän fMRI:tä verkon aktivoinnin seuraamiseen, kun osallistujat suorittavat edellisenä iltana opittua tarkkaavaisuutta ja deklaratiivista muistia.

Hypoteesi: SHAM:iin verrattuna AS osoittaa lisääntynyttä aktivaatiota tehtäväpohjaisessa fMRI:ssä ja parantaa muistia ja tarkkaavaisuutta.