TLE에서의 인지 및 집행 기능 장애에서의 수면 구조 및 고유 진동 및 네트워크 연결성

측두엽 간질(TLE)은 무질서한 신경망 활동과 측두엽 발병 발작을 특징으로 합니다. TLE를 가진 개인은 일상 활동과 삶의 질을 손상시키는 수면 장애 및 인지 장애를 포함하여 쇠약해지는 질병 및 의학적 상태를 경험합니다. 이러한 상태는 반복되는 발작 및 발작 방지 약물의 장기적인 결과일 수 있지만 연구에 따르면 이러한 상태는 발작이 처음 인식되기 전에 발생할 수 있으며 성공적인 발작 치료를 받더라도 시간이 지남에 따라 악화될 수 있습니다. 이것은 초기 신경망 이상이 장기간의 질병 및 치료의 추가 효과 이전에도 수면 및 인지 발달을 동시에 손상시키면서 발작 발달의 기초가 될 수 있음을 시사합니다. TLE를 가진 개인은 TLE에서 손상되는 기억 통합과 지속적인 주의력을 손상시키는 수면 장애를 경험합니다. 눈에 띄지만 아직 검증되지 않은 가설은 간질간질간질방전(IED)을 포함한 TLE 관련 신경망 활동이 비급속 안구 운동(NREM) 수면 구조를 방해하여 기억 통합과 주의력을 방해한다는 것입니다. 그러나 TLE에서 비정상적인 신경망 활동이 무질서한 수면과 인지에 기여하는 특정 메커니즘은 파악하기 어렵습니다.

파일럿 데이터는 작업 기반 기능적 자기 공명 영상(fMRI)으로 측정한 바와 같이 새로운 발병 TLE 환자가 주요 전두엽-측두 신경망의 활성화 감소와 관련된 인지 결함을 나타내는 것으로 나타났으며 이는 수면 부족과 양의 상관관계가 있습니다. 이 새롭고 흥미로운 발견은 TLE에서 덜 효과적인 인지 처리에 기여하는 수면 구조 패턴을 특성화하는 것이 수정 가능한 수면 바이오마커를 식별하고 궁극적으로 TLE 환자의 인지 기능을 개선하는 데 중요하다는 것을 시사합니다.

이 연구는 관찰 및 메커니즘 탐색 중재적 접근 방식을 모두 사용하여 인지 결핍에 직접적으로 기여하는 TLE의 수면 아키텍처 패턴을 조사하여 지식의 기존 격차를 해결하기 시작할 것입니다. NREM 수면에서 뇌파도(EEG)의 서파 진동은 위상 고정되고 수면 방추 진동(SW-SSO)과 결합되어 기억 통합을 촉진하고 잠재적으로 주의력을 향상시킵니다. TLE에서 IED 및 발작으로 이어지는 무질서한 네트워크는 수면 중에 변경된 SW-SSO 결합에 기여하여 기억력 및 주의력 결핍을 초래할 수 있습니다. 하룻밤의 음향 자극(AS)은 건강한 성인의 인지 성능을 개선하고 SW-SSO 결합을 향상시키는 것으로 입증되었지만 TLE에서는 연구되지 않았습니다. 이 연구의 중심 가설은 새로 진단된 TLE 환자의 무질서한 네트워크가 수면 패턴을 변경하여 기억 통합과 주의력을 방해한다는 것입니다. 이 연구는 다음을 통해 이 가설을 테스트할 것입니다. (1) 전산 EEG를 사용하여 TLE 수면 패턴 특성화 - 수면 방추 밀도, 서파 전력, IED 및 SW-SSO 결합, (2) 이러한 TLE 관련 수면 구조 변경을 인지 처리에 연결; (3) AS가 TLE에서 SW-SSO 커플링을 향상시키는지 결정; 및 (4) AS가 TLE가 있는 젊은 성인의 기억력 및 주의력을 향상시키는지 결정.

먼저 TLE에서 수면 아키텍처 패턴을 특성화하고 인지 처리와의 관계를 결정합니다. 새로 발병한 TLE 환자와 건강한 대조군은 수면 방추 밀도, 서파 전력, IED 및 SW-SSO 결합(즉, 위상 잠금)을 특성화하기 위해 하룻밤 동안 두피 EEG 모니터링 수면을 겪게 됩니다.

가설: 대조군에 비해 TLE 환자는 SW-SSO 커플링이 감소한 수면 방추 밀도 감소 및 느린 파동 전력뿐만 아니라 IED를 나타낼 것입니다. 다음날 아침 참가자가 전날 밤에 배운 주의 작업과 선언적 기억 회상을 수행할 때 fMRI를 사용하여 네트워크 활성화를 모니터링합니다.

가설: 대조군에 비해 TLE 환자의 수면 중 SW-SSO 결합 감소는 작업 기반 fMRI의 활성화 감소, 기억력 및 주의력 저하와 관련이 있습니다.

다음으로, 이 연구는 TLE에서 AS가 수면 구조 패턴 및 인지 처리에 미치는 영향을 결정할 것입니다. 새로 발병한 TLE 환자는 크로스오버 디자인의 초기 조건으로 AS 또는 SHAM 자극에 무작위로 할당되며 각 조건에서 최소 1주일 간격으로 두피 EEG 모니터링 수면의 밤을 겪게 됩니다.

가설: AS는 SHAM에 비해 더 높은 수준의 SW-SSO 결합을 나타낼 것입니다. 다음날 아침 참가자가 전날 밤에 배운 주의 작업과 선언적 기억 회상을 수행할 때 fMRI를 사용하여 네트워크 활성화를 모니터링합니다.

가설: SHAM에 비해 AS는 작업 기반 fMRI에서 활성화가 증가하고 기억력과 주의력이 향상될 것입니다.