Fronto-Limbic 네트워크의 자극 유발 변화 (Stim_Con)

전 세계적으로 7천만 명의 간질 환자(PWE) 중 약 절반이 동반이환 정신 건강 장애(MHD)로 고통받을 것이며, 우울증과 불안이 가장 널리 퍼진 것으로 추정됩니다. MHD와 간질은 각각 업무, 사회적 기능, 신체 장애 및 사망 위험 증가에 상당한 장벽이 됩니다. 간질과 불안의 병리생리학은 유사한 뇌 회로를 포함하지만 감정 조절 기능 장애를 유발하는 특정 네트워크 중단을 식별하면 두 조건에 대한 치료 목표를 결정적으로 알릴 수 있습니다. 전두엽-변연계 네트워크(즉, 전두엽 피질, 대상 피질, 섬엽, 해마, 편도체)의 붕괴는 불안 장애 및 감정 반응 조절 장애와 관련이 있습니다. 마찬가지로 간질은 비정상적인 전두엽 변연계 기능 및 감정 처리의 기초가 되는 연결성과 관련이 있습니다. 또한 발작 조절이 잘되면 감정 조절과 불안 증상의 심각도가 개선되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 수렴된 증거에도 불구하고 PWE 및 MHD에서 감정 조절 기능 장애를 조절하는 전두엽 회로 장애는 제대로 이해되지 않고 있습니다. 제안된 파일럿 작업의 목표는 특정 뇌 영역의 자극이 이러한 네트워크의 기능과 연결성뿐만 아니라 감정 반응의 해당 조절을 조절하는지 여부를 테스트하는 것입니다. 나는 간질 수술 후보자들 사이에서 치료 표준의 일부로 UAB의 간질 모니터링 장치에서 사용할 수 있는 참신하고 혁신적인 입체 뇌파 검사(sEEG) 접근 방식을 활용하여 이 연구의 목표를 달성할 것입니다.

행동과 인지의 기저에 있는 인간의 뇌 기능을 매핑하는 신경 기록은 뇌 네트워크 구성에 대한 상당한 통찰력을 제공했으며 새로운 개입 개발에 대한 조사를 시작하기 위한 발판을 제공했습니다. 또한 인간의 침습적 신경 기록은 높은 공간적 및 시간적 해상도로 복잡한 기분, 감정, 인지 및 행동의 기본이 되는 신경 회로에 비교할 수 없는 창을 제공합니다. 이러한 중요한 기능의 기초가 되는 신경 회로의 평가는 간질 치료를 위해 절제 수술을 받는 환자의 최상의 임상 치료에도 중요합니다. 특히, sEEG는 발작 초점을 더 잘 국소화하기 위해 전극을 뇌에 외과적으로 이식하는 최소 침습 임상 절차입니다. 이식 후 기간 동안 sEEG는 뇌 전체에 이식된 깊이 전극 배열에서 직접 기록하여 비교적 풍부한 및 표준 기능적 신경영상(예: fMRI) 및 전기생리학 기술(예: EEG). 또한 sEEG는 인지 작업에 미치는 영향을 추정하기 위해 서로 다른 뇌 구조에 약한 두개골 내 전기 자극을 전달함으로써 동일한 전극을 통해 이러한 회로를 자극하는 기능을 제공합니다. 따라서 sEEG는 뇌 기능, 연결성 및 행동 간의 상관 관계를 설정하고 자극 조작 뇌 행동을 매핑하기 위해 비자극 기록을 통해 복잡한 기분, 감정, 인지 및 행동의 기본이 되는 신경 회로를 탐색하는 강력한 도구 역할을 합니다. 관계. 그러나 현재까지 감정 과정 연구에 제한된 응용 프로그램이 활용되었습니다. Pavlovian 공포 조절은 감정 학습, 기억 및 조절 과정을 연구하기 위해 인간 및 비인간 동물 모델 모두에서 자주 사용되는 효과적이고 널리 퍼진 패러다임입니다. 전형적인 Pavlovian 공포 조절 패러다임에서 조건 자극(CS+)이라고도 하는 경고 신호는 무조건 자극(UCS)이라고도 하는 위협(예: 100db 정적 소리, 0.5s)과 쌍을 이룹니다. 별개의 안전 단서(CS-)는 위협이 없는 것과 짝을 이룰 수도 있습니다. 이러한 자극(조건화 시도)을 반복적으로 페어링한 후에는 경고 신호만 조건 반응(CR)을 생성하기 시작합니다. CR은 종종 경고 신호와 위협 사이의 연관성이 학습되었다는 증거로 간주됩니다. 그러나 무조건 반응(UCR)이라고도 하는 위협에 대한 반응의 학습 관련 변화가 자주 관찰됩니다. 위협에 대한 반응의 조건부 감소는 위협이 안전 신호를 따르거나 단독으로 제시될 때(즉, 예측할 수 없는 위협). 위협 반응의 이러한 조건부 감소는 위협에 대한 감정적 반응을 조절하는 능력의 지속적인 척도를 제공합니다. 또한, 이 패러다임은 fMRI를 사용하여 건강한 통제에서 감정 반응의 억제와 관련된 전두 변연계 네트워크의 기능 및 연결성을 보고하기 위해 우리 연구 팀에 의해 활용되었습니다. 그러나 전두 변연계 뇌 영역의 자극을 통해 실험자가 유도한 기능, 연결성 및 행동의 변화를 평가하는 것은 이 뇌 행동 관계에 관한 인과 가설의 보다 엄격한 테스트의 중요한 다음 단계를 제공할 것입니다.

측두엽 간질(TLE)은 치료 저항성 간질의 가장 흔한 형태입니다. TLE 환자는 가능한 절제 수술을 위해 자주 sEEG 평가를 받으며 감정 과정에서 뇌 행동 관계를 평가하기 위한 이상적인 연구 집단입니다. TLE는 또한 높은 비율의 불안 장애 동반이환을 특징으로 하며 감정 과정의 기본이 되는 전두엽 회로 내 기능 장애와 관련이 있습니다. 간질과 불안 사이의 동반이환은 불안 증상과 연결된 전두-변연계 네트워크 내에서 상당한 정도의 중첩 변화로 인해 발생할 수 있습니다. 구체적으로, 대상 다발을 통한 내측 측두엽(즉, 전두엽 피질, 대상 피질, 해마, 편도체)과의 전두엽 연결성은 불안 장애를 포함한 발작 전파 및 TLE 동반이환과 관련된 중요한 네트워크입니다. 마찬가지로, 신경 영상 연구(즉, fMRI)는 이 전두 변연계 네트워크 내에서 감정 조절과 기능 사이의 상관 관계를 입증했습니다. 그러나 기존의 신경 영상 및 전기 생리학 기술은 낮은 시간 해상도(fMRI에서 1-3s TR) 및 공간 특이성(EEG에서 넓은 피질 평가) 외에도 상관 관계 접근으로 인해 실험자가 조작한 뇌 행동 관계를 평가하는 데 제한이 있습니다. . 따라서 전두엽 변연계 sEEG 매핑은 Pavlovian 공포 조절 전후에 감정 반응의 억제를 조절하는 기능 및 연결성에 대한 귀중한 평가 역할을 할 것입니다. 또한 이 환자들의 정신 건강 평가를 수행함으로써 이 프로젝트는 간질, 불안 및 건강한 감정 과정과 연결된 네트워크 기능을 더 잘 이해하기 위한 귀중한 모델이 될 것입니다.