Aplicações clínicas de oscilações de alta frequência (HFOs)

I. OBJETIVO DO ESTUDO O objetivo deste estudo é ir além das análises convencionais de sinais cerebrais em uma banda de frequência estreita (normalmente 1-30 Hz) medindo sinais cerebrais de infralentos a muito rápidos (0,01 - 2800 Hz). Especificamente, propomos estudar OAFs fisiológicos em campos magnéticos sensório-motores, auditivos, visuais e de linguagem e investigar OAFs patológicos em epilepsia, enxaqueca e outros distúrbios. Isto é clinicamente muito importante por muitas razões.

Por exemplo, existem 400.000 a 600.000 pacientes com epilepsia refratária nos Estados Unidos. Como as convulsões desses pacientes não podem ser controladas por nenhum medicamento, a cirurgia para epilepsia é uma cura em potencial. A identificação precisa das zonas ictogênicas, as áreas do cérebro que causam convulsões, é essencial para garantir um resultado cirúrgico favorável. Infelizmente, o método existente, eletrocorticografia (ECoG), precisa colocar eletrodos na superfície do cérebro para capturar picos (normalmente, 14-70 Hz), o que é muito arriscado e caro. O presente estudo consiste em utilizar a magnetoencefalografia (MEG) e a eletroencefalografia (EEG) para identificação de zonas ictogênicas de forma não invasiva. Para atingir o objetivo, propusemos detectar sinais cerebrais de alta frequência (70-2.500 Hz) e baixa frequência (< 14 Hz) com métodos avançados de processamento de sinal. Nossa hipótese central é que os sinais cerebrais de alta frequência levarão a taxas significativamente melhores de ausência de convulsões em comparação com picos. Essa hipótese é baseada em relatos recentes de que os sinais cerebrais de alta frequência estão localizados em zonas ictogênicas.

Com base em nossos recursos e habilidades exclusivos, planejamos abordar quatro objetivos. Primeiro, vamos quantificar a concordância espacial entre os sinais de MEG e ECoG nas faixas de baixa e alta frequência. Nossa hipótese é que as zonas Ictogênicas determinadas por ECoG invasivo podem ser detectadas de forma não invasiva e localizadas por sinais de MEG de alta frequência. Em segundo lugar, quantificaremos a concordância de ocorrência entre os sinais de EEG e ECoG nas faixas de frequência baixa e alta. Nossa hipótese é que os sinais epilépticos de alta frequência das zonas ictogênicas determinadas pelo ECoG invasivo também podem ser detectados de forma não invasiva pelo EEG, embora a localização do EEG possa ser significativamente inferior à do MEG. Em terceiro lugar, determinaremos se a cirurgia de epilepsia baseada em sinais de multifrequência (sinais cerebrais de baixa frequência, picos e sinais cerebrais de alta frequência), em vez de apenas picos, leva a um melhor resultado das crises. Nossa hipótese é que a cirurgia de epilepsia guiada por sinais cerebrais de alta frequência detectados com MEG/EEG melhorará significativamente os resultados cirúrgicos. Em quarto lugar, determinaremos se as análises de múltiplas frequências fornecem mais informações do que as análises de frequência única para estimar zonas epileptogênicas para implantação de eletrodos ECoG pré-cirúrgicos. Nossa hipótese é que cobrir todas as áreas cerebrais que geram atividade epiléptica de baixa a alta frequência é o pré-requisito para localizar múltiplas zonas ictogênicas para resultados pós-cirúrgicos favoráveis. Para produzir resultados definitivos, propomos um estudo multicêntrico para determinar se os sinais cerebrais de alta frequência são novos biomarcadores para melhorar significativamente os resultados da cirurgia de epilepsia. De acordo com nossos dados piloto de que a localização de zonas epileptogênicas com sinais de alta frequência de MEG pode aumentar cerca de 30-40% de liberdade de convulsões pós-operatórias, o estudo proposto deve resultar em milhões de pacientes com epilepsia intratável livres de convulsões. Este estudo também estabelece uma base para o uso de sinais cerebrais de baixa e alta frequência como novos biomarcadores para diagnóstico e tratamento de muitos outros distúrbios (por exemplo, enxaqueca, autismo).