Architecture du sommeil et connectivité oscillatoire intrinsèque et réseau dans la cognition et le dysfonctionnement exécutif dans le TLE

L'épilepsie du lobe temporal (TLE) est caractérisée par une activité désordonnée du réseau neuronal et des crises d'épilepsie du lobe temporal. Les personnes atteintes de TLE souffrent de maladies et de conditions médicales débilitantes, notamment des troubles du sommeil et des déficits cognitifs, qui compromettent l'activité quotidienne et la qualité de vie. Bien que ces conditions puissent être des conséquences à long terme de crises répétées et de médicaments anti-épileptiques, la recherche démontre que ces conditions peuvent survenir avant la première crise reconnue et s'aggraver avec le temps, même avec un traitement efficace des crises. Cela suggère que des anomalies précoces du réseau neuronal peuvent sous-tendre le développement des crises tout en altérant simultanément le sommeil et le développement cognitif, même avant les effets supplémentaires de la maladie et des traitements à long terme. Les personnes atteintes de TLE subissent des perturbations du sommeil, ce qui altère la consolidation de la mémoire et l'attention soutenue, qui sont toutes deux compromises dans le TLE. Une hypothèse importante, mais non testée, est que l'activité du réseau neuronal liée au TLE, y compris les décharges épileptiformes intercritiques (IED), interrompt l'architecture du sommeil par mouvements oculaires non rapides (NREM), interférant avec la consolidation de la mémoire et l'attention. Cependant, les mécanismes spécifiques par lesquels l'activité anormale du réseau neuronal contribue aux troubles du sommeil et de la cognition dans le TLE restent insaisissables.

Les données pilotes démontrent que les nouveaux patients TLE présentent des déficits cognitifs qui sont liés à une activation réduite des principaux réseaux de neurones fronto-temporels, tels que mesurés par l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI) basée sur les tâches, qui est positivement corrélée avec un mauvais sommeil. Ces découvertes nouvelles et passionnantes suggèrent que la caractérisation des modèles d'architecture du sommeil qui contribuent à un traitement cognitif moins efficace dans le TLE est essentielle pour identifier les biomarqueurs du sommeil modifiables et, en fin de compte, améliorer la fonction cognitive chez les patients atteints de TLE.

Cette étude commencera à combler les lacunes existantes dans les connaissances en étudiant les modèles d'architecture du sommeil dans le TLE qui contribuent directement aux déficits cognitifs en utilisant à la fois une approche observationnelle et une approche interventionnelle de recherche de mécanismes. Dans le sommeil NREM, les oscillations à ondes lentes sur l'électroencéphalogramme (EEG) sont verrouillées en phase et couplées aux oscillations du fuseau du sommeil (SW-SSO), ce qui facilite la consolidation de la mémoire et améliore potentiellement l'attention. Dans le TLE, les réseaux désordonnés conduisant aux EEI et aux convulsions peuvent contribuer à un couplage SW-SSO altéré pendant le sommeil, entraînant des déficits de mémoire et d'attention. Il a été démontré qu'une seule nuit de stimulation acoustique (AS) améliore les performances cognitives et améliore le couplage SW-SSO chez les adultes en bonne santé, mais n'a pas été étudiée dans le TLE. L'hypothèse centrale de cette étude est que les réseaux désordonnés chez les patients nouvellement diagnostiqués TLE entraînent une altération des habitudes de sommeil, perturbant la consolidation de la mémoire et l'attention. Cette étude testera cette hypothèse en : (1) caractérisant les schémas de sommeil TLE à l'aide de l'EEG informatique - densité de fuseau du sommeil, puissance des ondes lentes, IED et couplage SW-SSO, (2) reliant ces altérations de l'architecture du sommeil liées au TLE au traitement cognitif ; (3) déterminer si AS améliore le couplage SW-SSO dans TLE ; et (4) déterminer si la SA améliore la mémoire et l'attention chez les jeunes adultes atteints de TLE.

Premièrement, nous caractériserons les modèles d'architecture du sommeil dans le TLE et déterminerons la relation avec le traitement cognitif. Les patients TLE nouvellement apparus et les témoins sains subiront une nuit de sommeil surveillé par EEG du cuir chevelu pour caractériser la densité du fuseau du sommeil, la puissance des ondes lentes, les IED et le couplage SW-SSO (c.-à-d. Verrouillage de phase).

Hypothèse : par rapport aux témoins, les patients TLE présenteront des IED ainsi qu'une densité de fuseau de sommeil réduite et une puissance d'onde lente avec un couplage SW-SSO réduit. Le lendemain matin, j'utiliserai l'IRMf pour surveiller l'activation du réseau pendant que les participants effectuent une tâche d'attention et un rappel de mémoire déclaratif, appris la nuit précédente.

Hypothèse : Par rapport aux témoins, un couplage SW-SSO réduit pendant le sommeil chez les patients TLE sera associé à une activation réduite sur l'IRMf basée sur les tâches, ainsi qu'à une mémoire et une attention plus faibles.

Ensuite, l'étude déterminera l'effet de l'AS sur les modèles d'architecture du sommeil et le traitement cognitif dans le TLE. Les patients nouvellement atteints de TLE seront assignés au hasard à une stimulation AS ou SHAM comme condition initiale dans une conception croisée et subiront une nuit de sommeil surveillé par EEG du cuir chevelu dans chaque condition, séparés d'au moins une semaine.

Hypothèse : AS présentera des niveaux plus élevés de couplage SW-SSO par rapport à SHAM. Le lendemain matin, j'utiliserai l'IRMf pour surveiller l'activation du réseau pendant que les participants effectuent une tâche d'attention et un rappel de mémoire déclaratif appris la nuit précédente.

Hypothèse : par rapport à SHAM, AS montrera une activation accrue sur l'IRMf basée sur les tâches, ainsi qu'une amélioration de la mémoire et de l'attention.