고주파 진동의 임상적 응용 (HFOs)

I. 연구의 목적 본 연구의 목적은 적외선에서 초고속(0.01~2800Hz)까지의 뇌 신호를 측정하여 좁은 주파수 대역(일반적으로 1~30Hz)에서 뇌 신호를 분석하는 기존의 방식을 뛰어넘는 것입니다. 구체적으로, 우리는 감각 운동, 청각, 시각 및 언어 유발 자기장에서 생리학적 HFO를 연구하고 간질, 편두통 및 기타 장애에서 병리학적 HFO를 조사할 것을 제안합니다. 이것은 여러 가지 이유로 임상적으로 매우 중요합니다.

예를 들어, 미국에는 난치성 간질 환자가 400,000~600,000명 있습니다. 이러한 환자의 발작은 어떤 약물로도 조절할 수 없기 때문에 간질 수술이 잠재적인 치료법 중 하나입니다. 발작을 일으키는 뇌 영역인 발작 유발 영역의 정확한 식별은 유리한 수술 결과를 보장하는 데 필수적입니다. 불행히도 기존 방법인 ECoG(electrocorticography)는 스파이크(일반적으로 14-70Hz)를 캡처하기 위해 뇌 표면에 전극을 배치해야 하며 이는 매우 위험하고 비용이 많이 듭니다. 본 연구는 자기뇌파검사(MEG)와 뇌파검사(EEG)를 사용하여 비침습적으로 발작 영역을 식별하는 것입니다. 목표를 달성하기 위해 우리는 고급 신호 처리 방법으로 고주파(70-2,500Hz) 및 저주파(<14Hz) 뇌 신호를 감지할 것을 제안했습니다. 우리의 중심 가설은 고주파 뇌 신호가 스파이크와 비교하여 발작 자유도를 크게 향상시킬 것이라는 것입니다. 이 가설은 고주파 뇌 신호가 발작 발생 영역에 국한된다는 최근 보고서를 기반으로 합니다.

우리 고유의 자원과 기술을 바탕으로 네 가지 목표를 달성할 계획입니다. 먼저 저주파수 및 고주파수 범위 모두에서 MEG와 ECoG 신호 간의 공간적 일치성을 정량화합니다. 우리는 침습성 ECoG에 의해 결정된 Ictogenic 영역이 고주파 MEG 신호에 의해 비침습적으로 감지되고 국소화될 수 있다고 가정합니다. 둘째, 저주파수 및 고주파수 범위 모두에서 EEG와 ECoG 신호 간의 발생 일치성을 정량화합니다. 침습성 ECoG에 의해 결정된 발작성 구역의 간질성 고주파 신호는 EEG에 의해 비침습적으로 감지될 수 있지만 EEG의 위치는 MEG보다 훨씬 열등할 수 있습니다. 셋째, 스파이크 단독 치료가 아닌 다중 주파수 신호(저주파 뇌 신호, 스파이크, 고주파 뇌 신호)를 기반으로 한 간질 수술이 더 나은 발작 결과로 이어지는지 여부를 판단합니다. 우리는 MEG/EEG로 검출된 고주파 뇌 신호에 의해 안내되는 간질 수술이 수술 결과를 크게 향상시킬 것이라는 가설을 세웁니다. 넷째, 수술 전 ECoG 전극 이식을 위한 간질 발생 영역을 추정하기 위해 다중 주파수 분석이 단일 주파수 분석보다 더 많은 정보를 제공하는지 여부를 결정할 것입니다. 우리는 저주파에서 고주파수 간질 활동을 생성하는 모든 뇌 영역을 덮는 것이 유리한 수술 후 결과를 위해 여러 발작 영역을 국소화하기 위한 전제 조건이라고 가정합니다. 결정적인 결과를 얻기 위해 고주파 뇌 신호가 간질 수술 결과를 크게 개선하기 위한 새로운 바이오마커인지 확인하기 위한 다기관 연구를 제안합니다. MEG 고주파 신호로 간질 유발 구역을 국소화하면 수술 후 발작 자유도가 약 30-40% 증가할 수 있다는 파일럿 데이터에 따르면, 제안된 연구는 수백만 명의 난치성 간질 환자가 발작이 없는 결과를 낳을 것입니다. 이 연구는 또한 많은 다른 장애(예: 편두통, 자폐증).