高周波振動の臨床応用 (HFOs)

I. 研究の目的 この研究の目的は、超低速から超高速 (0.01 ～ 2800 Hz) までの脳信号を測定することにより、狭い周波数帯域 (通常 1 ～ 30 Hz) での脳信号の従来の分析を超えることです。 具体的には、感覚運動、聴覚、視覚、および言語誘発磁場における生理学的HFOを研究し、てんかん、片頭痛およびその他の障害における病理学的HFOを調査することを提案します。 これは、多くの理由で臨床的に非常に重要です。

たとえば、米国には難治性てんかんの患者が 40 万人から 60 万人います。 これらの患者の発作はどの薬でも制御できないため、てんかん手術は治療法の 1 つとなる可能性があります。 脳の領域である発作誘発ゾーンの正確な識別は、良好な手術結果を確保するために不可欠です。 残念ながら、既存の方法である皮質電図 (ECoG) では、スパイク (通常は 14 ～ 70 Hz) を捕捉するために脳表面に電極を配置する必要があり、これは非常に危険でコストがかかります。 本研究は、脳磁図 (MEG) と脳波 (EEG) を使用して、非侵襲的に発作誘発ゾーンを特定することです。 目標を達成するために、高度な信号処理方法を使用して高周波 (70 ～ 2,500 Hz) および低周波 (< 14 Hz) の脳信号を検出することを提案しました。 私たちの中心的な仮説は、高周波の脳信号は、スパイクと比較して、発作の自由度を大幅に改善するというものです。 この仮説は、高周波脳信号が発火性ゾーンに局在しているという最近の報告に基づいています。

独自のリソースとスキルを基に、4 つの目標に取り組む予定です。 まず、低周波数範囲と高周波数範囲の両方で、MEG 信号と ECoG 信号の間の空間的一致を定量化します。 侵襲的 ECoG によって決定される Ictogenic ゾーンは、高周波 MEG 信号によって非侵襲的に検出およびローカライズできるという仮説を立てています。 第二に、低周波数範囲と高周波数範囲の両方で EEG 信号と ECoG 信号の間の発生の一致を定量化します。 EEG の局在化は MEG の局在化よりも大幅に劣る可能性がありますが、侵襲的 ECoG によって決定される発作誘発ゾーンからのてんかん高周波信号も EEG によって非侵襲的に検出できると仮定しています。 第三に、スパイク単独ではなく、多周波信号（低周波脳信号、スパイク、高周波脳信号）に基づくてんかん手術がより良い発作結果につながるかどうかを判断します。 MEG/EEG で検出された高周波脳信号によって導かれるてんかん手術は、手術結果を大幅に改善するという仮説を立てています。 第 4 に、手術前の ECoG 電極移植のてんかん発生ゾーンを推定するために、多周波分析が単一周波分析よりも多くの情報を提供するかどうかを判断します。 低頻度から高頻度のてんかん活動を生成するすべての脳領域をカバーすることは、手術後の良好な結果のために複数の発作誘発ゾーンをローカライズするための前提条件であると仮定します。 決定的な結果を得るために、高周波脳信号がてんかん手術の転帰を大幅に改善するための新しいバイオマーカーであるかどうかを判断するための多施設研究を提案します。 MEG高周波信号によるてんかん発生ゾーンの局在化により、術後の発作の自由が約30〜40％増加するというパイロットデータによると、提案された研究により、何百万人もの難治性てんかん患者が発作のない状態になるはずです。 この研究はまた、他の多くの障害の診断と治療のための新しいバイオマーカーとして、低周波および高周波の脳信号を使用するための基礎を築きます 片頭痛、自閉症）。