Mappatura cerebrale funzionale per pazienti con epilessia

Verrà determinata l'utilità di una nuova tecnica di mappatura del cervello per la valutazione prechirurgica dell'epilessia, denominata "trattografia dinamica a sei dimensioni (6D)". Questo programma innovativo anima le rapide propagazioni neurali lungo i tratti di materia bianca 3D definiti dalla risonanza magnetica che collegano le regioni che supportano le funzioni cognitive. In particolare, utilizzerà l'attività gamma elevata correlata agli eventi per localizzare le regioni che supportano specifiche funzioni linguistiche e calcolare la velocità e la forza delle propagazioni neurali in base alla latenza e all'ampiezza delle prime risposte neurali alla stimolazione elettrica a singolo impulso. Ci aspettiamo che considerare sia l'effetto negativo dei tratti di sostanza bianca danneggiati sia l'effetto positivo del controllo delle crisi contribuirà a ottimizzare le prestazioni del modello nella previsione dei risultati del linguaggio postoperatorio; ciò sarà ottenuto incorporando la trattografia dinamica 6D e i biomarcatori oggettivi dell'epilessia, comprese le oscillazioni spontanee ad alta frequenza (HFO) accoppiate a onde lente, nel nostro modello predittivo. Identificando e considerando anche l'aumento fisiologico dell'alto gamma strettamente legato al tempo a stimoli e comportamenti, la nostra innovativa analisi EEG intracranica distinguerà meglio gli HFO patologici che si verificano casualmente. Un altro significativo progresso fornito dal nostro modello è la sua indipendenza dalla mappatura della stimolazione elettrica convenzionale, che può provocare acutamente convulsioni e non riuscire a localizzare in modo soddisfacente le aree linguistiche in alcuni sottogruppi di pazienti. Inoltre, questo progetto utilizzerà la trattografia dinamica 6D per fornire un modello neurobiologico esplicito delle dinamiche della rete linguistica, consentendoci di separare i percorsi specifici originati dalle cortecce del lobo temporale che supportano il recupero lessicale dei domini uditivi o visivi. Il nostro progetto precedente ha indicato che le fibre del fascicolo arcuato supportano il trasferimento diretto di rappresentazioni lessicali di frasi uditive. Verificheremo ora se anche le rappresentazioni lessicali degli oggetti visivi sono trasferite attraverso il fascicolo arcuato o altri, incluso il fascicolo fusiforme-parietale. Per raggiungere questi obiettivi, questo progetto recluterà in modo prospettico una nuova coorte di 80 pazienti con epilessia - fascia di età: da 0,5 a 21 anni - sottoposti a registrazione EEG intracranica extraoperatoria e successiva chirurgia resettiva. Infine, determineremo se il cervello umano crea e rafforza le parcellazioni funzionali legate al linguaggio durante lo sviluppo. È stato suggerito che il cervello adulto attivi in ​​modo efficiente il giro posteriore superiore-temporale (STG) solo durante l'inizio del suono per decodificare il confine tra i suoni. Al contrario, l'STG anteriore mostra un'attivazione prolungata durante uno stimolo uditivo per codificare le caratteristiche fonetiche. Valuteremo se tale parcellizzazione funzionale è più evidente negli individui più anziani, i cui cervelli sono più sviluppati. Pur fornendo ipotesi incentrate su specifiche regioni del cervello, eseguiremo tutte le analisi proposte a livello dell'intero cervello. Renderemo pubblicamente disponibili tutti i dati e i codici per facilitare la convalida e l'implementazione esterne.