Functionele hersenkartering voor patiënten met epilepsie

We zullen het nut bepalen van een nieuwe techniek voor het in kaart brengen van de hersenen voor prechirurgische evaluatie van epilepsie, waarnaar wordt verwezen als 'zesdimensionale (6D) dynamische tractografie'. Dit innovatieve programma animeert de snelle neurale voortplanting langs MRI-gedefinieerde, 3D-wittestofkanalen die regio's verbinden die cognitieve functies ondersteunen. Concreet zal het gebeurtenisgerelateerde hoge gamma-activiteit gebruiken om de regio's te lokaliseren die specifieke taalfuncties ondersteunen en om de snelheid en sterkte van neurale voortplanting te berekenen op basis van de latentie en amplitude van vroege neurale reacties op elektrische stimulatie met één puls. We verwachten dat rekening houdend met zowel het negatieve effect van beschadigde witte stofkanalen als het positieve effect van aanvalscontrole, de prestaties van het model bij het voorspellen van postoperatieve taaluitkomsten zal helpen optimaliseren; dit zal worden bereikt door de 6D dynamische tractografie en objectieve biomarkers voor epilepsie, inclusief spontane hoogfrequente oscillaties (HFO's) gekoppeld aan langzame golven, in ons voorspellende model op te nemen. Door ook de fysiologische hoge gamma-augmentatie te identificeren en te beschouwen die strikt tijdgebonden is aan stimuli en gedragingen, zal onze innovatieve intracraniële EEG-analyse de willekeurig voorkomende pathologische HFO's beter onderscheiden. Een andere belangrijke vooruitgang die door ons model wordt geboden, is de onafhankelijkheid van conventionele elektrische stimulatiemapping, die acuut epileptische aanvallen kan uitlokken en taalgebieden in bepaalde subgroepen van patiënten niet naar tevredenheid kan lokaliseren. Bovendien zal dit project 6D dynamische tractografie gebruiken om een ​​expliciet neurobiologisch model van de dynamiek van taalnetwerken te bieden, waardoor we de specifieke paden kunnen onderscheiden die afkomstig zijn van temporale kwabcortices die het lexicale ophalen van auditieve of visuele domeinen ondersteunen. Ons eerdere project gaf aan dat de boogvormige fasciculusvezels de directe overdracht van lexicale representaties van auditieve zinnen ondersteunen. We zullen nu bepalen of de lexicale representaties van visuele objecten eveneens worden overgedragen via de arcuate fasciculus of andere, inclusief de fusiform-pariëtale fasciculus. Om deze doelen te bereiken, zal dit project prospectief een nieuw cohort van 80 epilepsiepatiënten rekruteren - leeftijdscategorie: 0,5 tot 21 jaar - die een extraoperatieve intracraniale EEG-opname en daaropvolgende resectieve chirurgie ondergaan. Ten slotte zullen we bepalen of het menselijk brein tijdens de ontwikkeling taalgerelateerde functionele partities creëert en versterkt. Er is gesuggereerd dat het volwassen brein de achterste superieur-temporale gyrus (STG) efficiënt activeert tijdens het begin van het geluid om de grens tussen geluiden te decoderen. De voorste STG vertoont daarentegen aanhoudende activatie tijdens een auditieve stimulus om de fonetische kenmerken te coderen. We zullen bepalen of een dergelijke functionele verkaveling duidelijker is bij oudere personen, van wie de hersenen meer ontwikkeld zijn. Terwijl we hypothesen geven die gericht zijn op specifieke hersengebieden, zullen we alle voorgestelde analyses uitvoeren op het niveau van het hele brein. We zullen alle gegevens en codes openbaar maken om externe validatie en implementatie te vergemakkelijken.