Funksjonell hjernekartlegging for pasienter med epilepsi

Vi vil bestemme nytten av en ny hjernekartleggingsteknikk for epilepsi-prekirurgisk evaluering, referert til som "seksdimensjonal (6D) dynamisk traktografi". Dette innovative programmet animerer den raske nevrale forplantningen langs MR-definerte, 3D-hvite stoffer som forbinder områder som støtter kognitive funksjoner. Spesifikt vil den bruke hendelsesrelatert høy gamma-aktivitet for å lokalisere regionene som støtter spesifikke språklige funksjoner og beregne hastigheten og styrken til nevrale forplantninger basert på latensen og amplituden til tidlige nevrale responser på en-puls elektrisk stimulering. Vi forventer at å vurdere både den negative effekten av skadede hvite substanser og den positive effekten av anfallskontroll vil bidra til å optimalisere modellens ytelse i å forutsi postoperative språkutfall; dette vil bli oppnådd ved å inkorporere 6D dynamisk traktografi og objektive epilepsibiomarkører, inkludert spontane høyfrekvente oscillasjoner (HFOs) koblet til langsomme bølger, i vår prediktive modell. Ved også å identifisere og vurdere den fysiologiske høy gamma-forstørrelsen strengt tidslåst til stimuli og atferd, vil vår innovative intrakranielle EEG-analyse bedre skille de tilfeldig forekommende patologiske HFO-ene. Et annet betydelig fremskritt gitt av modellen vår er dens uavhengighet av konvensjonell elektrisk stimuleringskartlegging, som akutt kan fremkalle anfall og ikke klarer å tilfredsstillende lokalisere språkområder i visse pasientundergrupper. I tillegg vil dette prosjektet bruke 6D dynamisk traktografi for å gi en eksplisitt nevrobiologisk modell av språknettverksdynamikk, som lar oss skille de spesifikke banene som stammer fra tinninglappens cortex som støtter leksikalsk gjenfinning av auditive eller visuelle domener. Vårt tidligere prosjekt indikerte at de bueformede fasciculus-fibrene støtter direkte overføring av leksikalske representasjoner av auditive setninger. Vi skal nå avgjøre om de leksikalske representasjonene av visuelle objekter også overføres via den arcuate fasciculus eller andre, inkludert fusiform-parietal fasciculus. For å oppnå disse målene vil dette prosjektet prospektivt rekruttere en ny kohort på 80 epilepsipasienter - aldersgruppe: 0,5 til 21 år - som gjennomgår ekstraoperativ intrakraniell EEG-registrering og påfølgende resektiv kirurgi. Til slutt vil vi finne ut om den menneskelige hjernen skaper og styrker språkrelaterte funksjonelle parselleringer gjennom utviklingen. Det har blitt antydet at den voksne hjernen effektivt aktiverer den bakre over-temporale gyrus (STG) bare under lydutbruddet for å dekode grensen mellom lyder. I kontrast viser den fremre STG vedvarende aktivering under en auditiv stimulus for å kode de fonetiske funksjonene. Vi vil finne ut om en slik funksjonell parsellasjon er mer tydelig hos eldre individer, hvis hjerner er mer utviklet. Mens vi gir hypoteser som fokuserer på spesifikke hjerneregioner, vil vi utføre alle de foreslåtte analysene på helhjernenivå. Vi vil gjøre alle data og koder offentlig tilgjengelig for å lette ekstern validering og implementering.