Funkcjonalne mapowanie mózgu u pacjentów z padaczką

Określimy przydatność nowej techniki mapowania mózgu do przedoperacyjnej oceny padaczki, określanej jako „sześciowymiarowa (6D) dynamiczna traktografia”. Ten innowacyjny program animuje szybkie propagacje neuronów wzdłuż zdefiniowanych przez MRI trójwymiarowych szlaków istoty białej, które łączą regiony wspierające funkcje poznawcze. W szczególności wykorzysta wysoką aktywność gamma związaną ze zdarzeniami, aby zlokalizować regiony obsługujące określone funkcje językowe oraz obliczyć prędkość i siłę propagacji neuronów na podstawie opóźnienia i amplitudy wczesnych odpowiedzi neuronalnych na stymulację elektryczną pojedynczym impulsem. Oczekujemy, że uwzględnienie zarówno negatywnego wpływu uszkodzonych dróg istoty białej, jak i pozytywnego wpływu kontroli napadów pomoże zoptymalizować wydajność modelu w przewidywaniu pooperacyjnych wyników językowych; zostanie to osiągnięte poprzez włączenie dynamicznej traktografii 6D i obiektywnych biomarkerów padaczki, w tym spontanicznych oscylacji o wysokiej częstotliwości (HFO) sprzężonych z wolnymi falami, do naszego modelu predykcyjnego. Dzięki zidentyfikowaniu i uwzględnieniu fizjologicznej augmentacji wysokiego współczynnika gamma ściśle powiązanej z bodźcami i zachowaniami, nasza innowacyjna analiza wewnątrzczaszkowego EEG pozwoli lepiej rozróżnić losowo występujące patologiczne HFO. Kolejnym znaczącym postępem zapewnionym przez nasz model jest jego niezależność od konwencjonalnego mapowania stymulacji elektrycznej, które może ostro wywołać napady i nie zlokalizować w zadowalający sposób obszarów językowych w niektórych podgrupach pacjentów. Ponadto projekt ten wykorzysta dynamiczną traktografię 6D, aby zapewnić wyraźny neurobiologiczny model dynamiki sieci językowej, co pozwoli nam wyodrębnić określone ścieżki pochodzące z kory płata skroniowego, które wspierają odzyskiwanie leksykalne domen słuchowych lub wizualnych. Nasz wcześniejszy projekt wskazywał, że włókna łukowate pęczków wspierają bezpośrednie przenoszenie reprezentacji leksykalnych zdań słuchowych. Teraz ustalimy, czy leksykalne reprezentacje obiektów wizualnych są również przenoszone przez pęczek łukowaty lub inne, w tym pęczek wrzecionowato-ciemieniowy. Aby osiągnąć te cele, w ramach tego projektu zostanie prospektywnie zrekrutowana nowa kohorta 80 pacjentów z padaczką — przedział wiekowy: od 0,5 do 21 lat — poddanych pozaoperacyjnemu zapisowi wewnątrzczaszkowemu EEG, a następnie operacji resekcyjnej. Na koniec ustalimy, czy ludzki mózg tworzy i wzmacnia funkcjonalne parcelacje związane z językiem w trakcie rozwoju. Sugerowano, że mózg dorosłego skutecznie aktywuje tylny zakręt górno-skroniowy (STG) tylko podczas nadejścia dźwięku, aby rozszyfrować granicę między dźwiękami. W przeciwieństwie do tego, przednia STG wykazuje trwałą aktywację podczas bodźca słuchowego w celu zakodowania cech fonetycznych. Ustalimy, czy taka funkcjonalna parcelacja jest bardziej widoczna u osób starszych, których mózgi są bardziej rozwinięte. Przedstawiając hipotezy skupiające się na określonych obszarach mózgu, wykonamy wszystkie proponowane analizy na poziomie całego mózgu. Udostępnimy publicznie wszystkie dane i kody, aby ułatwić zewnętrzną weryfikację i wdrożenie.